Грипни вируси, структура на вирусите, химичен състав

вирусите

Грипните вируси са причинителите на едноименната глобална инфекция, която се разпространява спорадично, епидемично и пандемично (последните нарушават трудовия ритъм на живот на страни и континенти).

Човешкият грипен вирус е открит през 1933 г. от Smith, Andrewes, Leidlow чрез заразяване на бели африкански порове с назофарингеални тампони на пациенти с грип. По-късно е наречен вирус А, сега обозначен като АО. През 1940 г. Франсис и, независимо от него, Магил изолират нов тип грипен вирус, наречен вирус B. Soon Taylor (1949), след това Франсис и други изолират щамове на антигенен вариант на грипния вирус, причислен към нов тип - вирусC. В СССРвирусът на грипа е изолиран и идентифициран от А. А. Смородинцев и Л. А. Зилбер и др. (1936).

През 1971 г. по инициатива наСЗОноменклатурата на грипните вируси, разработена от тази организация през 1953 г., е ревизирана и допълнена.

Препоръчваната номенклатурна система се състои от две части: обозначаване на щамове и описание на хемаглутининови и невраминидазни антигени, тъй като те са имунологично различни и подлежат на антигенни промени, независими един от друг.

Обозначаване на щамове за типове A, B и. C включва. такава информация:

  1. тип рибонуклеопротеинов антиген (А, В или С);
  2. естествен гостоприемник, за щамове на вируса, изолирани от хора, този елемент се пропуска - използва се при обозначаване на щамове, изолирани от бозайници и птици;
  3. географска изолация на щама;
  4. сериен номер на щама;
  5. година на изолиране на щама.

За вируси тип А се взема обозначението на антигенаскоби, поставени след обозначението на щама. Той съдържа следната информация:

  1. индекс, показващ антигенната природа на подтипа хемаглутинин (G), например: човешки - GO "" G1, G2, G3; кон - GL1, GL2, свинско - GS1, птица - GP1;
  2. индекс, показващ антигенен характер. подтип невраминидаза. (H), например: човешки -. H1, H2, кон - NL1, 'NL2, птица - NP1.

Обозначенията за хемаглутинин и невраминидаза (например HL1, NP2) характеризират типа гостоприемник на вируса, в който този антиген е открит за първи път. Те не вземат предвид филогенетичните или еволюционните връзки между вируси, които споделят наименованията хемаглутинин и невраминидаза. По този начин, от анализа на описанието на щамове A/Hong Kong/1/68 (G3H2) и A/Turkey/Wisconsin 1/66 (GPBN2), следва, че грипният вирус, изолиран от пуйка в Уисконсин, съдържа невраминидаза, антигенно свързана с човешкия грипен вирус Hong Kong/68 невраминидаза. Хемаглутинините на тези вируси обаче са различни. Така номенклатурата на някои референтни щамове на грипен вирус А ще бъде: A/PR/8/34 (GOI); A/Сингапур/1/57 (G2H2); A/Хонконг/1/68 (GZN2); А/Порт Чалмърс/1/73 (GZN2).

Няма насоки за описание на подтиповете хемаглутинин и невраминидаза на грипните В и С вируси. Липсата на изчерпателна информация не позволява по-нататъшното им разделяне на подтипове, въпреки че отделните щамове се различават по антигенна структура. Следователно, характеризирането на тези вируси е ограничено до обозначението на щама, например B/England/5/66; C/Париж/1/67.

Антигенната специфичност на рибонуклеопротеина, хемаглутинина и невраминидазата се открива в съответните серологични тестове, като се използват моноспецифични серуми.

структура

Структурата на грипните вируси

Структура. Вириони на грип Аи B най-често са сферични частици със среден диаметър 800-1200A. В прясно изолирани препарати се откриват нишковидни форми с много по-големи размери. Нуклеокапсидът се характеризира със спирална симетрия, има тръбна форма, диаметърът му е около 70 A: вътрешният канал е 10 A, на повърхността на нуклеокапсида се виждат отделни субединици. Има причина да се смята, че нуклеокапсидът на ортомиксовирусите е фрагментиран като РНК (Compans et al., 1972).

Нуклеокапсидът е положен в суперспирала (наподобява трансформаторна бобина), с диаметър 300A - със стъпка 80-100 A (К. М. Клименко и др.; 1968). Според Compans et al.(1972), всеки RNP фрагмент има примка в единия край, която се образува, когато RNP се усуче върху себе си. Характеристика на грипния вирус е предполагаемата повърхностна локализация на РНК в структурата на RNP. В една популация вирионите се различават по размер и форма, което се дължи на броя на RNP нишките и тяхната дължина, която се определя от броя на завоите (N. P. Kornyushenko, E. V. Sidorenko, 1969).

Отделните нишки могат да имат 5-6 или 10-12 оборота. В големи вирусни частици с диаметър 1800 - 3000 А се откриват няколко вериги на нуклеопротеина, разположени без видима връзка между тях. При нишковидните вириони RNP веригата може да има до 40 навивки.

По този начин грипният вирус се характеризира с хетерогенност. Отделни субфракции могат да бъдат получени чрез центрофугиране в градиент на плътност на захароза чрез разлика в масата на частиците или чрез йонообменна хроматография.

Външната обвивка на вириона е с дебелина 100-150 A, с вълни или шипове с дължина 80-100 A. Структурният материал на вилите (пепломерите) е хемаглутинин или невраминидаза. Един вирион съдържа 500-600 молекули хемаглутинин и100 - 120 молекули невраминидаза (Webster, Laver, 1971; Kaplan, Webster, 1977). Пречистеният хемаглутинин има формата на пръчка (пръчка) с дължина 14OA и ширина 40A. Хемаглутининовите частици могат да образуват полимери от пет субединици с форма на звездичка с диаметър 280 A. Невраминидазните частици с форма на гъба се състоят от стебло с дължина до 100 A и капачка с размер 50–85 A. Изолираните субединици на невраминидазата са склонни към агрегация (Laver and Valentine 1969; Laver, 1973),

Според Apostolow и Flewett (1969), обвивките на вирусите на грип A и B се състоят от три слоя: повърхностен слой от реснички, които са кухи от двете страни, електронно-прозрачен слой с дебелина 30-40 A и долният електронно-плътен гранулиран слой, разположен отдолу, състоящ се от гранули с диаметър 40 "A". Понастоящем, електронно-плътният слой се третира като двоен слой, състоящ се от холестерол и фосфолипиди, а вътрешният слой е образуван от мембранен (матричен, М) протеин (Compans и Choppin, 1975). Авторите предлагат модел за структурата на вирусите на грип A и B. Структурата на грипните вируси "С" е различна. Според Cormanps et al.(1977), вирусните частици на грип С от пет щама, изолирани от алантоисната течност на заразени пилешки ембриони, са сфероидни по форма и диаметър. от 750 до 1000 "A", на повърхността им се диференцират вълни с дължина около 1OOA. Напротив, вирионите, получени в културата на фибробластите на пилешки ембриони, се характеризират с плеоморфизъм. Преобладаващата форма на такива частици е нишковидна, като дължината им може да достигне 7 микрона, а диаметърът не се променя. Диаметърът на нуклеопротеина е 120-150 "A", дължината на отделните фрагменти варира от 300 до 100 OA. Отбелязани са значимите. разлики в структурата на вирионната обвивка, по-специално изтъняването или отсъствието на средния електронно прозрачен слой, съдържащ липиди.

вирусите

Химичен състав

вирусите "А" и "В" почти не надхвърлят разликите между отделните подтипове на вируса на грип А. Напротив, РНК на вируса на грип "С" съдържа само четири фрагмента с молекулно тегло 2,0 × 106, 1,1 × 106, 1,07 × 106 и 0,49 × 106 d (обща стойност 4,66 × 106 d), т.е. , тя се различава рязко от РНК на грипните вируси "А" и "В » по броя и размера на фрагментите.

молекулното тегло на което е 0,37 × 106 - 1,25 × 106 d, общият показател е 5 - 6 × 106 d. Всички РНК фрагменти имат една и съща нуклеотидна последователност в 51-края, така че е трудно да се предположи тяхното образуване по време на разграждането на една голяма РНК молекула (Young Content, 1971). По този начин генетичният материал на грипния вирус се разпределя между няколко РНК субединици, които са отделни гени. Всеки фрагмент на РНК е част от отделен рибонуклеопротеин. Установено е наличието на ДНК в нуклеопротеина на пречистени частици от инфлуенца L. Тази ДНК хибридизира с вирионна РНК, нейният произход и функция не са проучени (EN Kantorovich-Prokudina et al., 1977).

Протеините съставляват до 70% от масата на вириона. Те са представени от хемаглутинин, невраминидаза, мембранен протеин, нуклеокапсиден протеин и група Р-протеини. Общото молекулно тегло на структурните протеини е около 380 000 г. Те са представени от почти 500 полипептидни молекули. В допълнение, в клетките се образуват неструктурни протеини, един от които е индуцирана от вирус РНК полимераза (Lazarowitz et al., 1971).

При изследване чрез електрофореза с полиакриламиден гел на дезинтегрирани пречистени частици от различни щамове на вируса на грип А са идентифицирани осем полипептида, три от които са основните (Yu. 3. Gendon et al., 1975; Kasieu et al., 1977). Вирусните протеини на външната обвивка на вириона са представени отхемаглутинин (G1 и невраминидаза (H). Хемаглутининът представлява до 40% от вирионните протеини, отделна субединица се състои от два полипептида (58 000 d и 21 000 d), съдържащи въглехидрати и свързани чрез дисулфидни връзки: Наблюдават се специфични за щама разлики в аминокиселинната последователност в хемаглутининовите полипептиди (Laver, 1971; Skehel et al., 19 75) Хемаглутининовите власинки на повърхността на вириона са димер от субединици.Тяхното молекулно тегло е около 150 000 d. Константата на утаяване е 8,1 S. 10% от протеина на вириона, т.е. един вирион съдържа около 100 ензимни молекули.Той е представен от един второстепенен компонент, чието молекулно тегло е 56 000-5 8 000 гр. Молекулното им тегло е 190 000-220 000 дни Константата на утаяване е 9-10 S (Webster, 1970).

„Сърцевината“ на грипния вирус, получена чрез разрушаване на външната обвивка с протеаза или химотрипсин, е заобиколена от съдържаща липиди обвивка, която се отстранява по време на лечението с фосфолипаза.

Обвивката се състои от аргинин-съдържащ полипептид с молекулно тегло 21 000–27 000 g (Schultze, 1972). Този полипептид, наречен мембранен протеин, обгръща външната страна на вирусния рибонуклеопротеин (Reginster and Nermut, 1975).

Самият нуклеокапсиден протеин (NP) е представен от около 700 молекули полипептид от един вид с молекулно тегло 50 000–65 000 g и константа на утаяване 4S (Pons et al., 1970). Той съставлява 14 - 24% от вирусния протеин, съдържа относително голямколичество аргинин и метионин. В „ядрото“ също са открити второстепенни протеини от групата P (P1, P2, P3) с молекулно тегло 81 000–94 000 g, един от тях е интравирионна РНК полимераза (Ritchey et al., 1977).

Пет полипептида са диференцирани в рамките на вируса на грип С и са отбелязани значителни разлики в електрофоретичната мобилност на протеини от същия тип на вируси на грип А, В и С (Compans et al., 1977).

Въпросът за наличието на клетъчни протеини във вириона на ортомиксовирусите е възниквал многократно и е бил разрешен в зависимост от методите, използвани за пречистване на вирусите. Сега е установено, че клетъчните протеини не са част от ортомиксовирусите или могат да съставляват не повече от 1% от вирионния протеин (Etchison et al., 1971). Клетъчните антигени на външната обвивка на вирионите са предимно гликолипиди, но специфичните за протеиновите видове антигени се определят в неговите повърхностни слоеве.

Въглехидратите, които не са част от РНК, съставляват 5-7% от масата на вириона. Те се намират във външната обвивка и са ковалентно свързани с протеиновите компоненти на хемаглутинина и невраминидазата. Въглехидратите на вируса на грип А съдържат фукоза, галактоза, глюкозамин и маноза (Content and Duesderg, 1970; Schwarz et al., 1977). Въглехидратите имат клетъчен произход, монозахаридният им състав съответства на клетъчните въглехидрати и варира в зависимост от вида на заразените клетки.

Ортомиксовирусите съдържат фосфо-, гликолпиди, мастни киселини от клетъчен произход. Вирионните липиди участват във формирането на неговите външни структури и фиксират плътно опаковани нуклеокапсидни спирали, покрити с мембранен протеин.