ซองไวรัส
| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| ไวรัสวิทยา |
|---|
 |
| ชีววิทยา |
| การจำแนกประเภท |
| สาขาย่อย |
| ยา |
เปลือกหุ้มไวรัสเป็นชั้นนอกสุดของไวรัส หลาย ชนิด[ 1 ]มันปกป้องสารพันธุกรรมในวงจรชีวิตของไวรัสเมื่อเดินทางระหว่างเซลล์โฮสต์ ไม่ใช่ไวรัสทุกชนิดจะมีเปลือกหุ้มโปรตีนเปลือกหุ้มไวรัสหรือโปรตีน Eเป็นโปรตีนในเปลือกหุ้ม ซึ่งอาจได้รับจากเซลล์โฮสต์ที่ติดเชื้อไปยังแคปซิด
กระบวนการติดเชื้อของเซลล์เจ้าบ้าน
ไวรัสที่ก่อโรคในมนุษย์จำนวนมากที่แพร่ระบาดอยู่ในปัจจุบันมีเปลือกหุ้มเป็นเยื่อไขมันสองชั้นและพวกมันจะเข้าสู่เซลล์เป้าหมายโดยทำให้เปลือกหุ้มไวรัสและเยื่อหุ้มเซลล์หลอมรวมกัน แม้ว่าจะมีวัคซีนที่มีประสิทธิภาพสำหรับไวรัสบางชนิด แต่ก็ยังไม่มีวิธีการป้องกันหรือรักษาโรคเหล่านี้ได้สำหรับไวรัสส่วนใหญ่ ในกรณีส่วนใหญ่ วัคซีนที่รู้จักกันจะทำงานโดยการกระตุ้นให้เกิดแอนติบอดีที่ป้องกันไม่ให้เชื้อโรคเข้าสู่เซลล์ ซึ่งในกรณีของไวรัสที่มีเปลือกหุ้ม แอนติบอดีจะจับกับโปรตีนในเปลือกหุ้มไวรัส
เหตุการณ์การหลอมรวมของเยื่อหุ้มเซลล์ที่กระตุ้นให้ไวรัสเข้าสู่เซลล์นั้นเกิดจากโปรตีนหลอมรวมของเยื่อหุ้มเซลล์ของไวรัส ไวรัสที่มีเปลือกหุ้มหลายชนิดมีโปรตีนเพียงชนิดเดียวที่มองเห็นได้บนพื้นผิวของอนุภาค ซึ่งจำเป็นสำหรับการยึดเกาะกับพื้นผิวของเซลล์และสำหรับกระบวนการหลอมรวมของเยื่อหุ้มเซลล์ในภายหลัง เพื่อสร้างยาและวัคซีนป้องกันที่มีศักยภาพสำหรับไวรัสที่มีเปลือกหุ้มที่ก่อโรคในมนุษย์ ซึ่งปัจจุบันยังไม่มีวัคซีน จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าใจว่าขั้นตอนการหลอมรวมทำงานอย่างไร[ 2 ]และแอนติบอดีโต้ตอบกับโปรตีนเปลือกหุ้มของไวรัสอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับโปรตีนหลอมรวม และแอนติบอดีทำให้ไวรัสเป็นกลางได้ อย่างไร
ไวรัสที่มีเปลือกหุ้มจะเข้าสู่เซลล์โดยการเชื่อมเยื่อหุ้มเซลล์เข้ากับเยื่อหุ้มไขมันสองชั้นของไวรัส การเตรียมการโดยกระบวนการย่อยสลายโปรตีน ไม่ว่าจะเป็นโปรตีนฟิวชั่นหรือโปรตีนคู่หู เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับโปรตีนฟิวชั่นของไวรัสส่วนใหญ่ ขั้นตอนการเตรียมการนี้จะทำให้โปรตีนฟิวชั่นพร้อมสำหรับการกระตุ้นโดยกระบวนการที่เกิดขึ้นพร้อมกับการยึดเกาะและการดูดซึม ซึ่งมักเกิดขึ้นระหว่างการขนส่งโปรตีนฟิวชั่นไปยังพื้นผิวเซลล์ แต่ก็อาจเกิดขึ้นนอกเซลล์ได้เช่นกัน จนถึงปัจจุบัน การศึกษาโครงสร้างได้เปิดเผยโปรตีนฟิวชั่นของไวรัสสองชนิด เชื่อกันว่าโปรตีนเหล่านี้เร่งปฏิกิริยากลไกเดียวกันในทั้งสองสถานการณ์ ส่งผลให้เกิดการหลอมรวมของเยื่อหุ้มสองชั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง โปรตีนเหล่านี้ทำงานเป็นเอนไซม์ ซึ่งแม้จะมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน แต่ก็เร่งปฏิกิริยาเคมีเดียวกัน[ 3 ]
องค์ประกอบ
โดยทั่วไปแล้วเปลือกหุ้มไวรัสจะมาจากส่วนต่างๆ ของเยื่อหุ้มเซลล์ ของโฮสต์ ( ฟอสโฟลิปิดและโปรตีน) แต่รวมถึงไกลโคโปรตีน ของไวรัสบางส่วน ด้วย ไกลโคโปรตีนเป็นส่วนประกอบหลักอย่างหนึ่งของไวรัสที่ก่อโรคในมนุษย์ ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีบทบาทสำคัญในภูมิคุ้มกันและการติดเชื้อ[ 4 ]ไกลโคโปรตีนของไวรัส ซึ่งเป็นโปรตีนยับยั้งเซลล์ชนิดใหม่ ได้ถูกค้นพบแล้ว ซึ่งรวมถึง E3 ยูบิควิตินไลเกสของตระกูล MARCH (membrane-associated RING-CH) ซึ่งทำหน้าที่ยับยั้งการแสดงออกของโปรตีนบนพื้นผิวเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว[ 5 ]เนื่องจากเปลือกหุ้มไวรัสส่วนใหญ่ประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์ จึงอาจมีโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับเซลล์โฮสต์อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์หลังจากแตกหน่อ[ 6 ]ไวรัสที่มีเปลือกหุ้มหลายชนิดเจริญเติบโตโดยการแตกหน่อที่เยื่อหุ้มพลาสมา ซึ่งทำให้สามารถปล่อยออกจากเซลล์ที่ติดเชื้อได้ ในระหว่างกระบวนการนี้ โปรตีนทรานส์เมมเบรนของไวรัส หรือที่รู้จักกันในชื่อโปรตีนสไปค์จะถูกรวมเข้ากับถุงเมม เบรน ที่มีส่วนประกอบของแกนกลางไวรัส (แคปซิด)
เป็นเวลานานมากแล้วที่เชื่อกันว่าโปรตีนหนามซึ่งจำเป็นต่อการติดเชื้อนั้นถูกรวมเข้ากับแกนไวรัส โดยตรง ผ่านโดเมนไซโตพลาสมิก การวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่าในขณะที่ปฏิสัมพันธ์โดยตรงดังกล่าวอาจเป็นสาเหตุของการแตกหน่อของอัลฟาไวรัส แต่อาจไม่ใช่กรณีสำหรับเรโทรไวรัสและไวรัส RNA สายลบ ไวรัสเหล่านี้สามารถสร้างอนุภาคแตกหน่อได้แม้ไม่มีโปรตีนหนามโดยอาศัยเพียงส่วนประกอบแกนไวรัสเท่านั้น โปรตีนหนามสามารถผลิตเป็นอนุภาคคล้ายไวรัสได้โดยไม่มีแกนไวรัส ดังนั้น การแตกหน่อและการปล่อยที่เหมาะสมที่สุดอาจขึ้นอยู่กับการทำงานแบบ "ผลักและดึง" ที่ประสานกันระหว่างแกนและหนาม ซึ่งการเกิดโอลิโกเมอไรเซชันของส่วนประกอบทั้งสองเป็นสิ่งจำเป็น[ 7 ]
ผลกระทบต่อความสามารถในการก่อโรค
เปลือกหุ้มอาจช่วยให้ไวรัสหลีกเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ได้ตัวรับไทโรซีนไคเนส TAM เพิ่มการกำจัด เซลล์ ที่ตายแล้ว โดยกระบวนการฟาโกไซโตซิส และยับยั้งการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เกิดจากตัวรับ Toll-likeและอินเตอร์เฟรอนชนิดที่ 1 (IFN) เมื่อถูกกระตุ้นโดยลิแกนด์Gas6และโปรตีน S ฟอสโฟลิปิดฟอ สฟา ติดิลเซอรีนสามารถพบได้บนเยื่อหุ้มของไวรัสที่มีเปลือกหุ้มหลายชนิด ซึ่งไวรัสใช้ในการจับกับ Gas6 และโปรตีน S เพื่อกระตุ้นตัวรับ TAM
ไวรัสที่เคลือบด้วยลิแกนด์จะกระตุ้นการส่งสัญญาณ IFN ชนิด I กระตุ้นตัวรับ TAM บนเซลล์เดนไดรต์ (DCs) และยับยั้ง การส่งสัญญาณ อินเตอร์เฟรอนชนิด IIเพื่อหลีกเลี่ยงการป้องกันของโฮสต์และทำให้เกิดการติดเชื้อ เซลล์ DCs ที่ขาด TAM จะแสดงการตอบสนองต่อ IFN ชนิด I ที่เด่นชัดกว่าเซลล์ชนิดปกติเมื่อสัมผัสกับไวรัส ส่งผลให้ไวรัสกลุ่มฟลาวิไวรัสและเรโทรไวรัสชนิดเทียมติดเชื้อในเซลล์ DCs ที่ขาด TAM ได้ยากขึ้น แม้ว่าการติดเชื้อจะสามารถกลับมาได้ด้วยแอนติบอดี IFN ชนิด I ก็ตาม ในขณะเดียวกัน สารยับยั้งไคเนส TAM จะป้องกันการติดเชื้อในเซลล์ DCs ชนิดปกติ ตัวรับ TAM ซึ่งเป็นเป้าหมายที่มีศักยภาพสำหรับการบำบัด จึงถูกกระตุ้นโดยไวรัสเพื่อลดการส่งสัญญาณ IFN ชนิด I [ 8 ]ไกลโคโปรตีนบนพื้นผิวของซองไวรัสทำหน้าที่ระบุและจับกับตำแหน่งตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์ ชุดโปรตีนไวรัสเฉพาะนี้มีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหลายขั้นตอน เมื่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกกำหนด/เสร็จสิ้นแล้ว จึงจะเกิดการหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์[ 9 ]ไกลโคโปรตีนเหล่านี้เป็นตัวกลางในการโต้ตอบระหว่างไวรัสและเซลล์โฮสต์ โดยทั่วไปจะเริ่มต้นการหลอมรวมระหว่างเปลือกไวรัสและเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์[ 10 ]ในบางกรณี ไวรัสที่มีเปลือกจะสร้างเอนโดโซมภายในเซลล์โฮสต์[ 11 ]ไกลโคโปรตีนของไวรัสมีสามประเภทหลัก ได้แก่ โปรตีนเปลือก โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ และโปรตีนหนาม (E, M และ S) [ 12 ]จากนั้นเปลือกไวรัสจะหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์ ทำให้แคปซิดและจีโนม ของไวรัสสามารถ เข้าไปและติดเชื้อโฮสต์ได้
ไวรัสที่มีเปลือกหุ้มทั้งหมดจะมีแคปซิดซึ่งเป็นชั้นโปรตีนอีกชั้นหนึ่งอยู่ระหว่างเปลือกหุ้มและจีโนม[ 1 ]ไวรัสจะห่อหุ้มกรดนิวคลีอิกที่บอบบางด้วยเปลือกโปรตีนที่เรียกว่าแคปซิด ซึ่งมาจากภาษาละติน capsa ที่แปลว่า "กล่อง" เพื่อป้องกันจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย คล้ายกับอิฐจำนวนมากที่มารวมกันเพื่อสร้างกำแพง แคปซิดประกอบด้วยโปรตีนชนิดที่แตกต่างกันหนึ่งชนิดหรือมากกว่านั้นที่ทำซ้ำกันเพื่อสร้างแคปซิดทั้งหมด รูปแบบที่ซ้ำกันนี้สร้างแคปซิดที่แข็งแรงแต่ค่อนข้างยืดหยุ่น กรดนิวคลีอิกภายในแคปซิดได้รับการปกป้องอย่างเหมาะสมด้วยขนาดที่พอเหมาะและความยากลำบากในการเปิดออก นิวคลีโอแคปซิดของไวริออนประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกและแคปซิด โปรดจำไว้ว่าจีโนมของไวรัสส่วนใหญ่มีขนาดเล็กมาก ยีนเข้ารหัสคำสั่งในการสร้างโปรตีน ดังนั้นจีโนมขนาดเล็กจึงไม่สามารถเข้ารหัสโปรตีนได้จำนวนมาก ดังนั้นแคปซิดของไวริออนจึงประกอบด้วยโปรตีนเพียงหนึ่งหรือสองชนิดที่ทำซ้ำกันไปเรื่อยๆ เพื่อสร้างโครงสร้าง กรดนิวคลีอิกของไวรัสจะมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะพอดีกับภายในแคปซิดได้หากประกอบด้วยโปรตีนมากกว่าสองสามชนิด[ 13 ]แคปซิดมีบทบาทสำคัญที่ปกป้องจีโนม นอกเหนือจากการหลีกเลี่ยงการจดจำภูมิคุ้มกัน[ 14 ]แคปซิดของไวรัสเป็นที่รู้จักกันดีในการปกป้อง RNA ก่อนที่จะถูกแทรกเข้าไปในเซลล์โฮสต์ ซึ่งแตกต่างจากซองไวรัสที่ปกป้องแคปซิดโปรตีน[ 15 ]
เซลล์ที่ไวรัสแตกหน่อออก มา มักจะตายหรืออ่อนแอลง และปล่อยอนุภาคไวรัสออกมามากขึ้นเป็นระยะเวลานาน เปลือก หุ้มไขมันสองชั้นของไวรัสเหล่านี้ค่อนข้างไวต่อการขาดน้ำความร้อน และแอมฟิฟิลเช่นสบู่และผงซักฟอกดังนั้นไวรัสเหล่านี้จึงฆ่าเชื้อได้ง่ายกว่าไวรัสที่ไม่มีเปลือกหุ้ม มีอายุขัยจำกัดนอกสภาพแวดล้อมของโฮสต์ และโดยทั่วไปต้องถ่ายทอดโดยตรงจากโฮสต์หนึ่งไปยังอีกโฮสต์หนึ่ง ความคงทนของเปลือกหุ้มไวรัส ไม่ว่าจะเป็นแบบมีเปลือกหุ้มหรือไม่มีเปลือกหุ้ม เป็นปัจจัยหนึ่งในการกำหนดอายุขัยของไวรัสบนพื้นผิวที่ไม่มีชีวิต[ 16 ]ไวรัสที่มีเปลือกหุ้มมีความสามารถในการปรับตัวสูงและสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในเวลาอันสั้นเพื่อหลีกเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกัน ไวรัสที่มีเปลือกหุ้มสามารถทำให้เกิดการติดเชื้อเรื้อรังได้
การฉีดวัคซีนป้องกันไวรัสที่มีเปลือกหุ้มสามารถทำงานได้โดยการทำให้กิจกรรมของไกลโคโปรตีนเป็นกลางด้วยแอนติบอดี[ 17 ]
การกำจัดความสามารถของไวรัสในการสร้างเปลือกหุ้ม—โดยการกำจัดหรือทำให้โปรตีนโครงสร้างไม่ทำงาน—หรือการแตกหน่อ ได้รับการศึกษาในฐานะวิธีการสร้างไวรัสที่ไม่สามารถจำลองตัวเองได้[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
ตัวอย่างของไวรัสที่มีเปลือกหุ้ม
ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของไวรัสที่มีเปลือกหุ้ม:
ตัวอย่างของไวรัสที่ไม่มีเปลือกหุ้ม
ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของไวรัสที่ไม่มีเปลือกหุ้ม:
- ไวรัสดีเอ็นเอ
- ไวรัสอาร์เอ็นเอ
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- "โครงสร้างของไวรัส" . การแสดงออกระดับโมเลกุล: ภาพจากกล้องจุลทรรศน์. สืบค้นเมื่อ27 มิถุนายน 2550 .