病毒的结构课件

病毒的结构◆

第一节病毒的结构特征第二节病毒的化学组成第三节病毒的分类（略）第四节亚病毒因子自1898年德国科学家loeffer和Frosch发现口蹄疫的病原为病毒，揭开了动物病毒学新篇章。病毒在自然界广泛分布，人、动物、植物、藻类、真菌和细菌都有病毒感染。其中动物种类繁多，多数对动物有致病性，导致疫病大流行，造成巨大损失。3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。第一节病毒的结构特征病毒以颗粒形式存在，具有一定形态、结构和传染性，在电镜下才能观察。病毒是一种无细胞结构、个体微小、只含有一种核酸，只能在动物细胞内生长的微生物。1、大小：病毒颗粒极微小，测定单位是nm(1/1000),用电镜才能看到。最大的为痘病毒300nm，最小的为圆环病毒17nm。2、形态：球状、杆状、子弹状或多形态。3、结构：从内到外为核酸芯髓、衣壳、囊膜。病毒体结构模式图壳粒衣壳核心（核样物）核衣壳包膜包膜病毒包膜子粒

完整的病毒颗粒主要由核酸和蛋白质组成。核酸构成病毒的基因组(genome)，为病毒的复制、遗传和变异等功能提供遗传信息。由核酸组成的芯髓(core)被衣壳(capsid)包裹，衣壳与芯髓在一起组成核衣壳(nucleocapsid)。衣壳的成分是蛋白质，其功能是保护病毒的核酸免受环境中核酸酶或其他影响因素的破坏，并能介导病毒核酸进入宿主细胞。衣壳蛋白具有抗原性，是病毒颗粒的主要抗原成分。

衣壳系由一定数量的壳粒(capsomere)组成。每个壳粒又由一个或多个多肽分子组成。不同种类的病毒衣壳所含的壳粒数目不同，是病毒鉴别和分类的依据之一。五邻体六邻体有些病毒在核衣壳外面尚有囊膜

(envelope)。囊膜是病毒在成熟过程中从宿主细胞获得的，含有宿主细胞膜或核膜的化学成分。有的囊膜表面有突起，称为纤突（pike)或膜粒(peplomer)。囊膜与纤突构成病毒颗粒的表面抗原，与宿主细胞嗜性、致病性和免疫原性有密切关系。有囊膜的病毒称为囊膜病毒(envelopedvirus)，无囊膜的病毒称裸露病毒(nakedvirus)。

核心：核酸→基因组genome→决定病毒遗传、变异和复制壳粒capsomere→衣壳capsid→保护、介导、抗原性包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突spike）→保护、介导、抗原性核衣壳的对称形式

螺旋对称型二十面体立体对称型复合对称型螺旋状对称壳粒呈螺旋形对称排列，中空，见于弹状病毒、正黏病毒和副黏病毒及多数杆状病毒。20面体对称核衣壳形成球状结构，壳粒排列成20面体对称型式，有20个等边三角形构成l2个顶、20个面、30个棱的立体结构。病毒颗粒顶角由5个相同的壳粒构成，称为五邻体(penton)，而三角形面由6个相同壳粒组成，称为六邻体(hexon)复合对称型

其壳粒排列既有螺旋对称又有立体对称的型式。痘病毒、噬菌体如此。第二节病毒的化学组成病毒的化学组成包括三类物质:核酸、蛋白质及脂类与糖，前两种是最主要的成分。病毒的核酸分两大类，DNA或RNA，二者不同时存在。核酸可分单股或双股、线状或环状、分节段或不分节段，分节段可称为多分子，不分节段则为单分子。DNA病毒多数为双股、线状，少数为双股环状，或单股环状，如圆环病毒。RNA病毒多数为单股线状，不分节段:少数分节段，少数RNA病毒为双股线状，分节段，如呼肠孤病毒。流感病毒的分阶段RNALambdaBacteriophageDNA按病毒学的惯例，把mRNA的碱基序列作为标准，凡与此相同的核酸称为正股，与其互补的则为负股。某些RNA病毒如布尼病毒及砂粒病毒，其单RNA部分节段为负股，部分为正、负股，称之为双向。

传染性核酸如把噬菌体或某些植物病毒的核酸注入易感细胞内即能引起感染，并产生完整的病毒颗粒。部分动物病毒也有这种现象，去除其囊膜和衣壳，裸露的DNA或RNA也能感染细胞，这样的核酸称为传染性核酸(infectiousnucleicacid)。传染性核酸不分节段，其本身能作为mRNA，或者能利用宿主细胞的RNA聚合酶转录病毒的mrnA。病毒核酸具有传染性这一事实证明，它贮藏病毒的全部遗传信息。冠状病毒、微RNA病毒、疱疹病毒等都具有传染性核酸。

蛋白质

由病毒核酸编码组成病毒的蛋白称结构蛋白(structuralprotein)，约占病毒总重量的70%，少数低至30%～0%。病毒蛋白质构成全部衣壳成分和囊膜的主要成分，具有保护病毒核酸的功能。衣壳蛋白、囊膜蛋白或纤突蛋白可特异地吸附至易感细胞受体并促使病毒穿入细胞，是决定病毒对宿主细胞嗜性的重要因素。病毒蛋白质是良好的抗原，可激发机体发生免疫应答。非结构蛋白(nonstructuralprotein)是指病毒组分之外的蛋白，在病毒复制过程中的某些中间产物，具有酶的活性或其他功能。非结构蛋白的作用近年来已逐步被了解。结构蛋白组成病毒体的成分

衣壳蛋白包膜蛋白基质蛋白——连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部分，有跨膜及锚定功能区非结构蛋白病毒内——酶感染细胞内——特殊作用蛋白脂质与糖

均来自宿主细胞。脂质主要存在于囊膜，主要是磷脂(约50%～60%)，其次是胆固醇(约0%～30%)。用脂溶剂可去除囊膜中的脂质，使病毒失活。因此常用乙醚或氯仿处理病毒，再检测其活性，以确定病毒是否有囊膜。糖类一般是以糖蛋白形式存在，是某些病毒纤突的成分，如流感病毒的血凝素（H）、神经氨酸苷酶（N）等，与病毒吸附细胞受体有关。

亚病毒因子包括卫星病毒、卫星RNA、类病毒和肮病毒。卫星病毒、卫星RNA、类病毒和DI颗粒的性质比较如下：第四节亚病毒因子

性质DI颗粒卫星病毒卫星RNA类病毒依赖辅助病毒复制是是是否特异性外壳壳体化否是否否辅助病毒外壳壳体化是a

否是否抑制辅助病毒复制是是否--与辅助病毒序列同源性是否b否--在体内和体外RNA的稳定性低低高高a:因缺失部位而有所不同，脊髓灰质炎病毒DIRNA能复制但不被壳体化b:STMV因组的3'端与辅助病毒有序列和结构的相似性c:某些嵌合的卫星RNA与其辅助病毒基因组有广泛的3'序列同源性一、卫星病毒它们都依赖辅助病毒提供复制酶进行复制，并且都编码有壳体蛋白。卫星病毒首先是在植物中发现，已知的植物卫星病毒包括STNV、STMV、卫星梭子花叶病毒和卫星玉米白线花叶病毒等。植物卫星病毒对辅助病毒的依赖性相当专一。例如除烟草坏死病毒外，其他的植物病毒都不能辅助STNV的复制二、卫星RNA

卫星RNA是指一些必须依赖辅助病毒进行复制的小分子单链RNA片段，它们被包装在辅助病毒的壳体中，本身对于辅助病毒的复制不是必需的，且它们与辅助病毒的基因组无明显的同源性。卫星RNA的生物活性

许多卫星RNA能显著影响其辅助病毒在宿主中所产生的症状，如南芥菜花叶病毒卫星RNA能加重ArMV所引起的花叶和褪绿症状，但TobRSV卫星RNA能明显减轻TobRSV在烟草上所引起的环斑症状。

有的病毒的不同毒株的卫星RNA对辅助病毒在宿主上引起的症状有不同的影响，而且同一种卫星RNA在不同宿主内对辅助病毒引起的症状的影响也不相同。由于很多卫星RNA能减轻辅助病毒所引起的宿主症状，所以它们己被用来防治植物病毒病害。三、类病毒

1971年Diener首次报道，引起马铃薯纺锤形块茎病的病原体是一种低相对分子质量RNA，它没有蛋白质外壳，在其感染的植物组织中也末发现病毒样颗粒。这种小分子RNA能在敏感细胞内自我复制，并不需要辅助病毒。由于其结构和性质都与已知的病毒不同，故Diener等把它称做类病毒。

迄今已鉴定的类病毒达20多种，根据它们是否含有中央保守区和核酶结构分为两个科，马铃薯纺锤形块茎类病毒科含中央保守区，不含核酶保守序列;而鲜梨白斑类病毒科没有中央保守区，但有核酶保守序列、能够自我切割。

四、朊病毒朊病毒是一类能引起哺乳动物的亚急性海绵样脑病的病原因子，这些疾病包括人的库鲁病、克雅氏病（CJD）、格·史氏综合症(GSS)和致死性家族失眼病（FFI)，发生于动物中的羊搔痒症、貂的传染性脑病（TME)、黑尾鹿与糜鹿的慢性消耗病以及牛海绵状脑病。

由于这类病原因子能引起人与动物的致死性中枢神经系统疾病，并且它们具有不同于病毒的生物学性质和理化性质，故一直引起人的极大的兴趣，并以羊搔痒病为模型进行了大量的研究。肮病毒在电镜下呈杆状颗粒，直径25nm--200nm（一般为125--150nm）。总是呈丛状排列，每丛大小和形状不一，多时可含100个。1、朊病毒的理化性质

羊搔痒病因子无免疫原性;对紫外线、辐射、非离子型去污剂、蛋白酶等能使病毒灭活的理化因子有较强的抗性;高温、核酸酶，如烃胺、亚硝酸之类的核酸变性剂都不能破坏其感染性；SDS、尿素、苯酚之类的蛋白质变性剂都能使之失活。2·朊病毒的结构

从羊搔痒病因子实验感染的仓鼠脑组织中分离到一种相对分子质量7×104~3·0×104的蛋白质。由于这种蛋白质可与搔痒病因子共纯化;其浓度与搔痒病因子的传染性正相关;这种蛋白纯化后具有传染性;并且其感染性可被中和抗体中和，故将这种蛋白称做肮病毒蛋白（PrP）由于该蛋白来源于羊搔痒病，故以PrPsc表示。

由于迄今末能证明它含有核酸，故多数人认为羊搔痒病因子的化学本质是蛋白质。Prusiner(1982)提出它们是一种蛋白质侵染