스파이크 단백질

Spike protein
코로나바이러스 스파이크 단백질은 코로나바이러스 스파이크 단백질을 참조하십시오.
코로나바이러스(Coronavirus)는 COVID-19를 일으키는 바이러스인 사스-CoV-2의 표면에서 분출되는 단백질(청록색)을 급증시킨다.그 단백질은 글리코실화되었고 글리칸은 주황색으로 표시되어 있다.[1]
SARS-CoV-2의 트리머릭 스파이크 중 하나를 3D 프린터로 제작

바이러스학에서 스파이크 단백질 또는 페플로머 단백질은 밀폐된 바이러스의 표면에서 분출되는 스파이크 또는 페플로머로 알려진 큰 구조를 형성하는 단백질이다.[2][3]: 29–33 단백질은 보통 디머나 트리머를 형성하는 당단백질이다.[3]: 29–33 [4]

역사와 어원

"외교관"이라는 용어는 바이러스 표면에서 나온 개별적인 스파이크를 가리킨다. 전체적으로 바이러스 표면의 물질 층을 "페플로스"[5]라고 부른다.이 용어는 그리스 페플로스, "허름한 겉옷",[3] "옷이나 망토"[6] 또는 "여자[]의 맨틀"[5]에서 유래되었다.1960년대에 제안된 Lwoff-Horne-Tournier 시스템과 같은 바이러스 분류학의 초기 시스템은 분류의 중요한 특징으로 "페플로스"와 외교관의 외관과 형태학을 사용했다.[5][7][8]최근에는 '페플로스'라는 용어가 바이러스성 봉투의 동의어로 여겨지고 있다.[6]: 362

특성.

스파이크나 외교관은 보통 바이러스 표면으로부터 막대형이나 클럽 모양의 돌출부들이다.스파이크 단백질은 전형적으로 큰 외부 엑토도메인을 가진 막 단백질로 바이러스성 봉투에 단백질을 고정하는 단일 투과영역이며, 처녀막 내부에 짧은 꼬리가 있다.그것들은 또한 핵캡시드를 형성하는 것과 같은 다른 바이러스성 단백질과의 단백질-단백질 상호작용을 형성할 수도 있다.[3]: 51–2 그것들은 보통 당단백질이며, O-연계 글리코실화보다 N-연결을 통해 더 흔하다.[3]: 33

기능들

스파이크는 전형적으로 바이러스 유입에 역할을 한다.그것들은 숙주 세포에 위치한 세포 표면 수용체와 상호작용할 수 있으며, 그 결과 혈당화 활성을 가질 수도 있고, 다른 경우에는 효소가 될 수도 있다.[6]: 362 예를 들어, 인플루엔자 바이러스는 헤마글루틴과 뉴라미디아제라는 두 가지 기능을 가진 두 가지 표면 단백질을 가지고 있다.[6]: 329 세포표면 수용체의 결합 부위는 보통 스파이크 끝에 위치한다.[3]: 33 많은 스파이크 단백질은 막 융합 단백질이다.[9]처녀막 표면에 노출되면 스파이크 단백질은 항원이 될 수 있다.[6]: 362

예

스파이크나 외교관은 정형외과, 파라믹소비루스, 횡도비루스, 필로비루스, 코로나비루스, 분야비루스, 복고 바이러스와 같은 감춰진 바이러스의 전자 마이크로그래프 영상에서 볼 수 있다.[3]: 33

코로나비루스

코로나비루스는 S단백질이라고도 알려진 코로나바이러스 스파이크 단백질을 표면에 나타낸다. S는 1급 융합 단백질로 바이러스 감염의 첫 단계로서 바이러스 입력을 매개하는 역할을 한다.[10]그것은 포인트 돌연변이에 의해 그리고 호몰로코 재조합에 의해 빠르게 진화한다. (그 게놈 영역은 재결합 핫스팟이다.)[11]항원성이 높아 감염에 대응해 면역체계가 생산하는 항체를 대부분 차지한다.이러한 이유로 이 스파이크 단백질은 사스-CoV-2 바이러스로 인한 COVID-19 전염병에 대응하여 COVID-19 백신의 개발 초점이 되어 왔다.[12][13]사스 유사 코로나비루스로 알려진 베타코로나비루스의 하위 유전자는 헤마글루틴 에스테라아제로 알려진 더 짧은 표면 단백질을 추가로 가지고 있다.[14]

COVID-19 대유행은 환자 조직 샘플의 전자 마이크로그래프에서 바이러스 입자의 식별을 필요로 했다.다수의 보고에서 정상 아세포 구조를 코로나바이러스 형태학과의 표면적 유사성, 그리고 코로나비루스의 두드러진 스파이크는 음의 얼룩에 의해 명백하지만 얇은 부분에서는 훨씬 덜 보이기 때문에 코로나비루스로 잘못 식별했다.[15]

인플루엔자 바이러스

대부분의 인플루엔자 바이러스 하위그룹에는 페플로머로 묘사된 두 가지 표면 단백질인 뉴라미니다아제(효소)와 헤마글루틴(역시 클래스 I 융합 단백질)이 있다.어떤 것들은 대신에 두 가지 기능을 가진 단일 헤마글루틴 에스테라아제 단백질을 가지고 있다.[3]: 356–9

레트로바이루스

인간면역결핍바이러스(HIV)와 같은 역행성 바이러스는 표면적인 외교관을 가지고 있다.[3]: 318–25 이들은 모두 환경유전자에서 발현된 gp41과 gp120 두 단백질로 이루어진 단백질 복합체로서 바이러스 유입을 매개하는 스파이크 단백질 복합체를 집합적으로 형성하고 있다.[16]

갤러리

표면 스파이크가 있는 바이러스의 전자 마이크로그래프

참고 항목

참조

  1. ^ Solodovnikov, Alexey; Arkhipova, Valeria (29 July 2021). "Достоверно красиво: как мы сделали 3D-модель SARS-CoV-2" [Truly beautiful: how we made the SARS-CoV-2 3D model] (in Russian). N+1. Archived from the original on 30 July 2021. Retrieved 30 July 2021.
  2. ^ Saunders Comprehensive Veterinary Dictionary (3rd ed.). Elsevier, Inc. 2007. 에서 인용한 바와 같이
  3. ^ a b c d e f g h i Burrell, Christopher J. (2016). Fenner and White's medical virology (Fifth ed.). London, United Kingdom. ISBN 978-0123751560.
  4. ^ Deng, X.; Baker, S.C. (2021). "Coronaviruses: Molecular Biology (Coronaviridae)". Encyclopedia of Virology: 198–207. doi:10.1016/B978-0-12-814515-9.02550-9. ISBN 9780128145166.
  5. ^ a b c Lwoff, André; Tournier, Paul (October 1966). "The Classification of Viruses". Annual Review of Microbiology. 20 (1): 45–74. doi:10.1146/annurev.mi.20.100166.000401. PMID 5330240.
  6. ^ a b c d e Mahy, B. W. J. (2009). The dictionary of virology (4th ed.). Amsterdam: Elsevier/Academic Press. ISBN 9780080920368.
  7. ^ Lwoff, A; Horne, RW; Tournier, P (13 June 1962). "[A virus system]". Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. 254: 4225–7. PMID 14467544.
  8. ^ Lwoff, A.; Horne, R.; Tournier, P. (1 January 1962). "A System of Viruses". Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 27: 51–55. doi:10.1101/sqb.1962.027.001.008. PMID 13931895.
  9. ^ Harrison, Stephen C. (May 2015). "Viral membrane fusion". Virology. 479–480: 498–507. doi:10.1016/j.virol.2015.03.043. PMC 4424100. PMID 25866377.
  10. ^ Wang, Yuhang; Grunewald, Matthew; Perlman, Stanley (2020). Coronaviruses: An Updated Overview of Their Replication and Pathogenesis. Coronaviruses. Methods in Molecular Biology. Vol. 2203. pp. 1–29. doi:10.1007/978-1-0716-0900-2_1. ISBN 978-1-0716-0899-9. PMC 7682345. PMID 32833200.
  11. ^ Nikolaidis, Marios; Markoulatos, Panayotis; Van de Peer, Yves; Oliver, Stephen G; Amoutzias, Grigorios D (12 October 2021). Hepp, Crystal (ed.). "The neighborhood of the Spike gene is a hotspot for modular intertypic homologous and non-homologous recombination in Coronavirus genomes". Molecular Biology and Evolution: msab292. doi:10.1093/molbev/msab292. ISSN 0737-4038.
  12. ^ Le, Tung Thanh; Cramer, Jakob P.; Chen, Robert; Mayhew, Stephen (October 2020). "Evolution of the COVID-19 vaccine development landscape". Nature Reviews Drug Discovery. 19 (10): 667–668. doi:10.1038/d41573-020-00151-8. PMID 32887942. S2CID 221503034.
  13. ^ Kyriakidis, Nikolaos C.; López-Cortés, Andrés; González, Eduardo Vásconez; Grimaldos, Alejandra Barreto; Prado, Esteban Ortiz (December 2021). "SARS-CoV-2 vaccines strategies: a comprehensive review of phase 3 candidates". NPJ Vaccines. 6 (1): 28. doi:10.1038/s41541-021-00292-w. PMC 7900244. PMID 33619260.
  14. ^ Woo, Patrick C. Y.; Huang, Yi; Lau, Susanna K. P.; Yuen, Kwok-Yung (24 August 2010). "Coronavirus Genomics and Bioinformatics Analysis". Viruses. 2 (8): 1804–1820. doi:10.3390/v2081803. PMC 3185738. PMID 21994708.
  15. ^ Bullock, Hannah A.; Goldsmith, Cynthia S.; Zaki, Sherif R.; Martines, Roosecelis B.; Miller, Sara E. (April 2021). "Difficulties in Differentiating Coronaviruses from Subcellular Structures in Human Tissues by Electron Microscopy". Emerging Infectious Diseases. 27 (4): 1023–1031. doi:10.3201/eid2704.204337. PMC 8007326. PMID 33600302.
  16. ^ Mao, Youdong; Wang, Liping; Gu, Christopher; Herschhorn, Alon; Xiang, Shi-Hua; Haim, Hillel; Yang, Xinzhen; Sodroski, Joseph (September 2012). "Subunit organization of the membrane-bound HIV-1 envelope glycoprotein trimer". Nature Structural & Molecular Biology. 19 (9): 893–899. doi:10.1038/nsmb.2351. PMC 3443289. PMID 22864288.