Picornain 3C ( EC 3.4.22.28 ) เป็นโปรตีเอสที่พบในไวรัสพิคอร์นาซึ่งทำหน้าที่ตัดพันธะเปปไทด์ของลำดับที่ไม่ใช่ปลายสุด กิจกรรม เอนโดเปปติเดส ของ Picornain 3C มีส่วนรับผิดชอบหลักในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาในการตัดพันธะ Gln-Gly อย่างจำเพาะเจาะจงในโพลีโปรตีนของไวรัสโปลิโอ และมีการแทนที่ Glu ด้วย Gln และ Ser หรือ Thr ด้วย Gly ในไวรัสพิคอร์นาชนิดอื่นๆ Picornain 3C เป็นโปรตีเอสชนิดซิสเทอีนที่มีลำดับกรดอะมิโนคล้ายกับโปรตีเอสชนิดซีรีนที่คล้ายกับทริปซิน Picornain 3C ถูกเข้ารหัสโดยเอนเทอโรไวรัสไรโนไวรัส แอฟโทไวรัสและคาร์ดิ โอไวรัส ไวรัสในกลุ่มพิคอร์นาเหล่านี้ก่อให้เกิดการติดเชื้อในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้หลากหลายชนิด

ไวรัสพิ คอร์นา (Picornavirus) จัดอยู่ในวงศ์Picornaviridaeอนุภาคไวรัสพิคอร์นาไม่มีเปลือกหุ้ม และจีโนม +ssRNA ที่ไม่แบ่งส่วนจะถูกห่อหุ้มด้วยโครงสร้างโปรตีนทรงยี่สิบหน้าซึ่งสร้างจากโปรตีนแคปซิดสี่ชนิดที่เข้ารหัสโดยไวรัส การจำลองแบบของไวรัสพิคอร์นาโดยทั่วไปเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ จากนั้นจีโนม +ssRNA ของไวรัสพิคอร์นาจะถูกแปลผ่านทางตำแหน่งการเข้าสู่ไรโบโซมภายใน (IRES) ซึ่งถูกจดจำโดยไรโบโซมของเซลล์เจ้าบ้านสำหรับการแปลแบบไม่ขึ้นกับแคป เพื่อแข่งขันกับทรานสคริปต์ mRNA อื่นๆ ไวรัสพิคอร์นาจะทำลายการแปลแบบขึ้นกับแคปในเซลล์เจ้าบ้าน เพื่อให้ไรโบโซมของเซลล์เจ้าบ้านเลือกแปลทรานสคริปต์ของไวรัสมากกว่า +ssRNA จะสร้างตัวกลาง –ssRNA เพื่อสร้าง +ssRNA ของไวรัสเพิ่มขึ้น จีโนมของไวรัสพิคอร์นาแสดงในรูปที่ 1 ดังที่แสดง ไวรัสพิคอร์นาไม่มีแคป 5' ของไวรัส แต่เข้ารหัสโปรตีน Vpg แทน การไม่มีหมวก 5' เป็นสาเหตุที่ทำให้จีโนมของพิคอร์นาไวรัสต้องอาศัยการแปลแบบขึ้นอยู่กับหมวกสำหรับการจำลองแบบ อย่างไรก็ตาม จีโนมมีหางโพลีเอที่ปลายอีกด้านของโปรตีน Vpg ปลายทั้งสองข้างของจีโนมมี UTR (บริเวณที่ไม่ได้รับการแปล) จีโนมของพิคอร์นาไวรัสมีโปรตีนสามชนิด (P1, P2, P3) P1 เข้ารหัสโปรตีน (VP1, VP2, VP3 และ VP4) ที่สร้างโปรตีนแคปซิด โปรตีน P2 และ P3 ช่วยในการติดเชื้อของพิคอร์นาไวรัสเพื่อแย่งชิงและรบกวนการทำงานของเซลล์โฮสต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โปรตีน 2B, 2C และ 3A รบกวนการทำงานของเซลล์โฮสต์ และโปรตีน 3D เข้ารหัสเป็นRNA โพลีเมอเรส 2A และ 3C ทำหน้าที่เป็นโปรตีเอส และหน้าที่ของพวกมันจะแตกต่างกันไปในแต่ละสกุลของพิคอร์นาไวรัส^{[ 1 ]}

ไวรัสโปลิโอเป็นสมาชิกของวงศ์Picornaviridaeไวรัสโปลิโอแพร่กระจายผ่านทางอุจจาระและไม่ได้ทำให้เกิดอาการเสมอไป การติดเชื้อไวรัสโปลิโอเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดอัมพาตได้เมื่อไวรัสเข้าสู่ระบบประสาท ไวรัสโปลิโอติดเชื้อเซลล์เจ้าบ้านโดยการยับยั้งกลไกการถอดรหัสและการทำงาน โปรตีเอส 3C ของไวรัสโปลิโอมีหน้าที่ในการปิดการถอดรหัสของเซลล์เจ้าบ้านโดยการตัดโปรตีนที่จับกับ TATA และปัจจัยการถอดรหัสอื่นๆ ที่ตำแหน่งกลูตามีน-ไกลซีน^{[ 15 ]}การยับยั้งการถอดรหัสนี้เกิดจากโปรตีเอส 3C ซึ่งเป็นหนึ่งในโปรตีนไวรัส 4 ตัวของไวรัสโปลิโอที่เข้ารหัสอยู่ในจีโนม การจำลองแบบของโปรตีเอส 3C ของไวรัสโปลิโอเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม แต่สามารถยับยั้งการถอดรหัสในนิวเคลียสได้โดยไม่ต้องมีการแปลตำแหน่งในนิวเคลียส ดังนั้น โปรตีเอส 3C จึงขึ้นอยู่กับโปรตีน 3CD ของไวรัสโปลิโอสำหรับการเคลื่อนย้ายของโปรตีเอส 3C เพื่อดำเนินการยับยั้งการถอดรหัสในนิวเคลียส โพลีโปรตีน 3CD ของไวรัสโปลิโอประกอบด้วยสารตั้งต้นของทั้งโปรตีเอส 3C (3Cpro) และพอลิเมอเรส RNA 3D ^{[ 16 ]} 3CD undergoes proteolysis ซึ่งนำไปสู่การกำหนดตำแหน่งในนิวเคลียส “โปรตีน 3C ซึ่งมีหน้าที่ไม่เป็นที่รู้จัก เป็นผลผลิตจากการตัด 3CD โดย 2Apro” ^{[ 17 ]}ไวรัสโปลิโอยังเกี่ยวข้องกับการตัดeIF4E (ปัจจัยเริ่มต้นการแปลของยูคาริโอต 4E) eIF4E เป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการชี้นำไรโบโซมของยูคาริโอตในการแปลแบบพึ่งพาแคป การตัด eIF4E ด้วยโปรตีเอสทำให้โฮสต์ไม่สามารถดำเนินการแปลแบบพึ่งพาแคปได้

ไวรัสค็อกแซคกีอยู่ใน วงศ์ Picornaviridaeและสกุล Enterovirus ไวรัสค็อกแซคกีถูกขับออกมาทางอุจจาระและของเหลวในร่างกาย และพบได้บ่อยในเด็ก แต่ก็สามารถติดเชื้อในผู้ใหญ่ได้เช่นกัน อาการของไวรัสค็อกแซคกีได้แก่ ไข้ อ่อนเพลีย ผื่น และตุ่มพอง ไวรัสค็อกแซคกีติดเชื้อที่เยื่อเมือกและเยื่อบุผิวเป็นหลัก กิจกรรมของโปรตีเอส 3C ในไวรัสค็อกแซคกีทำให้เกิดอะพอพโทซิสในเซลล์เจ้าบ้าน ทั้ง 2A(pro) และ 3C(pro) กระตุ้นแคสเปส-8 โดยผ่านการกระตุ้นของแคสเปส-3 ^{[ 18 ]}แคสเปสย่อมาจากซิสเทอีน-แอสปาร์ติกแอซิดโปรตีเอส และมีบทบาทสำคัญในกระบวนการอะพอพโทซิสของเซลล์ โปรตีเอส 2A และ 3C ยังเหนี่ยวนำให้เกิดอะพอพโทซิสผ่านอะพอพโทซิสที่เกิดจากไมโทคอนเดรีย ซึ่งนำไปสู่การปลดปล่อยไซโตโครม C จากไมโทคอนเดรียและกระตุ้นแคสเปส-9 (Chau) 3C มีหน้าที่รับผิดชอบในการกระทำผ่านการควบคุม Bax ที่เพิ่มขึ้นและการตัด Bid ^{[ 19 ]}โปรตีเอส 3C และ 2A ยังมีหน้าที่รับผิดชอบในการตัดการเริ่มต้นการแปล eIF4GE และโปรตีนที่จับกับโพลีเอ PABP การหยุดชะงักของโดเมนการจับนี้ส่งผลให้การเริ่มต้นการแปลที่ขึ้นอยู่กับแคปถูกควบคุมลดลง^{[ 20 ]}นอกจากนี้ 3C และ 2A ยังมีหน้าที่รับผิดชอบในการควบคุมโปรตีนที่จับกับองค์ประกอบที่ตอบสนองต่อไซคลิก AMP (CREB) ซึ่งเป็นปัจจัยการถอดรหัสของเซลล์ ลดลง ^{[ 21 ]} CREB ลดหรือเพิ่มการถอดรหัสของยีนบางชนิด ดังนั้นการยับยั้งCREBทำให้เซลล์เจ้าบ้านสูญเสียความสามารถในการควบคุมการถอดรหัสนี้

ไรโนไวรัสเป็นสาเหตุหลักของโรคหวัดธรรมดาไรโนไวรัสซึ่งเป็นสมาชิกของพิคอร์นาไวรัสเช่นกัน สามารถแพร่กระจายได้ผ่านละอองฝอยในระบบทางเดินหายใจหรือโดยอ้อม ไรโนไวรัสจะติดเชื้อในระบบทางเดินหายใจส่วนบนทำให้เกิดอาการหวัดธรรมดา ไรโนไวรัสใช้โปรตีเอส 3C และ 3D เพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดผลกระทบต่อเซลล์เจ้าบ้าน 3C และ 3D ทำงานคล้ายกันในไรโนไวรัสเช่นเดียวกับในโปลิโอไวรัส เนื่องจากทั้งสองมีส่วนเกี่ยวข้องกับการติดเชื้อไวรัสในระยะเริ่มต้นของเซลล์เจ้าบ้านผ่านการยับยั้งการถอดรหัสของเซลล์เจ้าบ้านโดยกิจกรรมการย่อยโปรตีนของ 3C ^{[ 22 ]} 3C และ 3CD ของไรโนไวรัสจะกำหนดเป้าหมายเฉพาะปัจจัยการถอดรหัส OCT-1 สำหรับการตัดด้วยโปรตีเอส การตัดด้วยโปรตีเอสของ OCT-1 นี้ทำให้เกิดการยับยั้งการถอดรหัสของเซลล์ต่อไป เช่นเดียวกับไวรัสโปลิโอและไวรัสค็อกแซคกี โปรตีเอส 3C ของไรโนไวรัสก็มีหน้าที่ในการตัด eIF4E (ปัจจัยเริ่มต้นการแปลรหัสของยูคาริโอต 4E) ซึ่งจะทำให้การแปลรหัสแบบพึ่งพาแคปในเซลล์เจ้าบ้านหยุดชะงัก

ไวรัสโรคปากและเท้าเปื่อย (FMDV)เป็นส่วนหนึ่งของสกุลแอฟโทไวรัส ไวรัสโรคปากและเท้าเปื่อยพบได้ในสัตว์กีบ เช่น หมูและวัว เป็นหลัก และทำให้เกิดไข้สูงในช่วงสองสามวันแรก จากนั้นจะเกิดตุ่มพองที่เท้าและปากของสัตว์ FMDV ไม่สามารถแพร่เชื้อหรือติดเชื้อในมนุษย์ได้ แต่สามารถแพร่เชื้อได้อย่างมากในสัตว์กีบ การทำงานของเอนไซม์โปรตีเอส 3C ของโรคปากและเท้าเปื่อยเป็นสาเหตุของการแตกตัวของเครื่องมือก็อลจิและการยับยั้งการงอกใหม่ของไมโครทิวบูล^{[ 23 ]}การทำงานของเอนไซม์โปรตีเอส 3C เป็นสาเหตุของการสูญเสียการยึดเกาะของไมโครทิวบูลกับบริเวณศูนย์กลางการจัดระเบียบไมโครทิวบูล (MTOC) ^{[ 24 ]}ผลกระทบจากการย่อยสลายโปรตีนทั้งสองอย่างต่อเซลล์เจ้าบ้านจะยับยั้งการขนส่งโปรตีนของเซลล์ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ การทำลายเส้นทางการหลั่งนี้จะลดการแสดงออกของแอนติเจนฮิสโตคอมแพติบิลิตีหลักที่เยื่อหุ้มเซลล์ ดังนั้นจึงทำให้การหลั่งไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบช้าลง^{[ 25 ]}

โปรตีเอส Hepatitis A 3C เป็นสมาชิกของโปรตีเอสซิสทีนซึ่งมีหน้าที่ในการติดเชื้อและการเจริญเติบโตของ HAV โปรตีเอส Hepatitis A 3C จะตัด NEMO ที่ตำแหน่ง Q304; NEMO เป็นตัวปรับแต่งที่จำเป็นของ NF-κB ซึ่งมีหน้าที่ในการกระตุ้นการตอบสนองต้านไวรัสของอินเตอร์เฟรอน (IFN) ^{[ 26 ]} Cys24Ser (C24S) เป็นโฮโมล็อกของโปรตีเอส Hepatitis 3C ซึ่งมีหน้าที่ในการทำให้ Cys172 ไม่ทำงานผ่านการอัลคิเลชันของกำมะถันที่ไซต์ออกฤทธิ์ การอัลคิเลชันของกำมะถันของ Cys172 ทำให้เกิดการทำงานที่ไม่ทำงาน ในขณะที่การ N-อัลคิเลชันของ His102 ทำให้กิจกรรมของเอนไซม์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การปรับเปลี่ยนกิจกรรมของเอนไซม์สามารถควบคุมได้โดยสารละลายหรือผลึก N-iodoacetyl-valine-phenylalanine-amide (IVF) ^{[ 27 ]}ดังนั้น IVF จึงควบคุมการยับยั้งโปรตีโอไลติกผ่านการโต้ตอบกับตำแหน่งออกฤทธิ์ของเอนไซม์

ความสามารถในการติดเชื้อและผลกระทบจากการย่อยสลายโปรตีนของเอนไซม์โปรตีเอส 3C ของไวรัสพิคอร์นาเป็นสาเหตุที่ทำให้ไวรัสพิคอร์นาก่อโรคในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ สำหรับไวรัสส่วนใหญ่ 3C มีความจำเป็นต่อผลกระทบต่อเซลล์เจ้าบ้าน จนถึงปัจจุบัน มีการค้นพบสารยับยั้งเอนไซม์โปรตีเอส 3C และใช้ในการตรวจสอบผลกระทบของไวรัสพิคอร์นา การทดสอบจำนวนมากหวังว่าจะค้นพบการบำบัดต้านไวรัสที่มีประสิทธิภาพโดยมุ่งเป้าไปที่เอนไซม์โปรตีเอส 3C การกำหนดเป้าหมายและการยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์โปรตีเอส 3C หวังว่าจะช่วยลดความสามารถในการติดเชื้อของเซลล์เจ้าบ้าน สำหรับไวรัสโปลิโอ สารประกอบออร์กาโนเทลลูเรนแบบบิส-ไวนิลลิกมีเป้าหมายในการยับยั้ง 3C ซึ่งใช้เป็นการบำบัดต้านไวรัส ปัจจุบันยังไม่มีตัวยาต้านไวรัสพิคอร์นาที่กำหนดเป้าหมายไปที่เอนไซม์โปรตีเอส 3C วางจำหน่ายในตลาด แต่สารยับยั้งเช่น rupintrivir และ pyrazoles แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการกำหนดเป้าหมายในไวรัสพิคอร์นาหลากหลายชนิด^{[ 28 ]}

• Picornain+3C ใน หัวข้อทางการแพทย์(MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา