SARSr-CoV
SARSr-CoVSARSr-CoV ( lyhenne sanoista varten vakava äkillinen hengitystieoireyhtymä liittyvä coronavirus ) on virallinen tieteellinen nimi lajin ja coronavirus aiheuttaa Severe Acute Respiratory oireyhtymien kuten SARS 2003 tai Covid-19 . Tämän koronaviruksen eri variantit tartuttavat ihmisiä, lepakoita ja muita nisäkkäitä . Se on vaipallinen, positiivisen mielen omaava yksisäikeinen RNA-virus, joka tulee isäntäsoluunsa sitoutumalla ACE2- reseptoriin . Se on Betacoronavirus- suvun ja Sarbecovirus- suvun jäsen , joka eroaa MERS: ää aiheuttavan koronaviruksen suvusta .
Kaksi kantoja SARSr-CoV ovat aiheuttaneet puhkeamista vakavan hengityselinten sairaus ihmisillä: SARS-CoV , joka aiheutti puhkeamisen on vakava äkillinen hengitystieoireyhtymä (SARS) vuosina 2002 ja 2003, ja SARS-CoV-2 , joka on vuodesta myöhässä 2019 on aiheuttanut pandemian on sairaus koronaviruksen 2019 (Covid-19). On satoja muita kantoja SARSr-CoV, joiden tiedetään tartuttaa vain ei-ihmislajin: lepakot ovat merkittävä säiliön monille kantoja SARSr-CoV, ja useat kantoja on tunnistettu niihin. Kämmen civets , jotka olivat SARS-CoV: n todennäköiset esi-isät.
SARSr-CoV oli yksi monista viruslajeista, jotka Maailman terveysjärjestö (WHO) tunnusti vuonna 2016 todennäköisenä syynä tulevaan tautipesäkkeeseen uudessa suunnitelmassa, joka laadittiin Ebola-taudinpurkauksen jälkeen ja seulontatestien , rokotteiden ja rokotteiden kiireellisestä kehittämisestä . huumeita . Ennustus toteutui Covid-19-pandemian myötä .
Vakava äkillinen hengitystieoireyhtymä liittyvät koronavirus viruksen laji on suvun jäsen Betacoronavirus ja alalajiin Sarbecovirus (alaryhmä B) perheen Coronaviridae ja alaryhmän Orthocoronavirinae . Sarbekoviruksilla, toisin kuin embecoviruksilla tai alfakoronaviruksilla , on vain yksi papaiinin kaltainen proteinaasi (PLpro) kahden sijasta ORF1- avoimessa lukukehyksessä . SARSr-CoV määritettiin beetakoronavirusten varhaiseksi erottamiseksi perustuen joukkoon konservoituneita domeeneja, jotka se jakaa ryhmän kanssa.
Lepakot ovat tärkeimmät säiliö isäntä SARSr-CoV. Virus on kehittynyt samanaikaisesti lepakoiden isäntäsäiliössä pitkään. Vasta äskettäin SARSr-CoV-kannoista on kehittynyt ihmisiin, kuten SARS-CoV- ja SARS-CoV-2- kannoista . Nämä kaksi kantaa yhdestä esi-isästä kulkivat ihmisille erikseen: SARS-CoV-2 ei ole SARS-CoV: n suora jälkeläinen.
SARSr-CoV on vaipallinen yksisäikeinen RNA-virus, jolla on positiivinen napaisuus. Sen genomi on noin 30 kb , yksi suurimmista RNA-viruksista. Siinä on 14 avointa lukukehystä (ORF), joista osa on päällekkäisiä. Genomi on korkki sen 5'-päässä ja polyadenyloitu häntä sen 3'-päähän. On 265 nukleotidin vuonna 5'UTR- ja 342 nukleotidia 3'UTR: .
Polyadenyloitu korkki ja hännän mahdollistavat RNA-genomi on suoraan käännetty jonka isäntäsolun ribosomin . SARSr-CoV on samanlainen kuin muut koronavirukset siinä mielessä, että sen genominen ilmentyminen alkaa isäntäsolun ribosomien translaatiolla sen kahdesta suuresta ORF: stä, la ja 1b, jotka molemmat tuottavat polyproteiineja .
SARS-CoV- genomiproteiinien (orf1a - orf9b) toiminta | |
---|---|
Proteiini | Toiminto |
orf1a tai orf1b |
Polyproteiinireplikaasi / transkriptaasi (pp1ab) ( ei-rakenteelliset proteiinit ) |
tai2 |
Piikki (S) -proteiini, virukseen sitoutuminen ja pääsy ( rakenneproteiini ) |
orf3a | Vuorovaikutus rakenneproteiinien S, E, M kanssa; Ionikanavan aktiivisuus ; Säätelee kasvu sytokiinien ja kemokiinien , kuten IL-8: n ja RANTESin; Sääntelee NF-KB: tä ja JNK: ta; Indusoi apoptoosin ja solusyklin pysähtymisen Caspase 8: n ja -9: n kautta sekä Bax: n avulla , p53 ja p38 ( MAP-kinaasi ) |
orf3b | Säätelee lisätä sytokiinien ja kemokiinien mukaan RUNX1b ; Estää tyypin I interferonin tuotannon ja signaloinnin ; Indusoi apoptoosin ja solusyklin pysähtymisen;
|
tai 4 | Kirjekuoriproteiini (E), viruksen kokoonpano ja orastava ( rakenneproteiini ) |
tai5 | Kalvoproteiini (M), viruksen kokoonpano ja orastava ( rakenneproteiini ) |
tai6 | Parantaa solu-DNA: n synteesiä; Estää tyypin I interferonin tuotannon ja signaloinnin |
orf7a | Estää soluproteiinien synteesiä; Indusoi NF-kappaB: n ja IL-8-promoottorin aiheuttaman tulehdusreaktion ; Lisää kemokiinit, kuten IL-8 ja RANTES; Säätelee JNK, p38 MAP-kinaasia; Indusoi apoptoosin ja solusyklin pysähtymisen |
orf7b | Tuntematon |
orf8a | Indusoi apoptoosia mitokondrioiden kautta |
orf8b | Parantaa solun DNA-synteesiä |
orf9a | Ydinproteiini (N), viruksen RNA-pakkaus ( rakenneproteiini ) |
orf9b | Indusoi apoptoosia |
Usean virusproteiinin toiminnot tunnetaan. ORF: t 1a ja 1b koodaavat replikaasi / transkriptaasia ja ORF: t 2, 4, 5 ja 9a koodaavat vastaavasti neljää päärakenteen proteiinia: piikki , vaippa, membraani ja nukleokapsidi . Uusimmat ORF: t koodaavat myös kahdeksan ainutlaatuista proteiinia (orf3a - orf9b), jotka tunnetaan lisäproteiineina, ilman tunnettuja vastaavia. Lisäproteiinien erilaisia toimintoja ei tunneta hyvin.
SARSr-CoV: n morfologia on ominaista koronaviruksille kokonaisuudessaan. Virionit ovat suuria pallomaisia hiukkasia, pleomorfisia sipuli pinnan ulokkeita, peplomers jotka muodostavat renkaan ympärille hiukkasten elektronimikroskooppikuvia. Tämä kruunun ulkonäkö antoi koronaviruksille nimen. Viruspartikkeleiden koko on 80-90 nm .
Viruksen vaippa koostuu lipidikaksoiskerros , jossa kalvon (M), vaipan (E) ja kärki (S, piikki ) proteiinit on ankkuroitu. Proteiini S: ää kutsutaan myös peplomeeriksi tai spikulaariproteiiniksi. Proteiini S: n vuorovaikutus solureseptorin kanssa on keskeistä kudoksen tropismin , tarttuvuuden ja viruksen laji-alueen määrittämisessä ; Siksi se on tärkeä avain sopeutumiseen ihmislajeihin.
Kuoren sisällä on nukleokapsidi , joka koostuu useista N-proteiinin kopioista, jotka on kytketty RNA-genomiin jatkuvassa "helmi ketjussa" -konformaatiossa. Lipidikaksoiskerroksen kirjekuori , kalvoproteiineja ja nukleokapsidin suojaamiseksi virus, kun se on ulkopuolella isäntä. Nämä suojat ovat herkkiä pesuaineille , saippualle ja alkoholille .
SARSr-CoV noudattaa kaikille koronaviruksille tyypillistä replikaatiostrategiaa.
SARSr-CoV-virionin sitoutuminen isäntäsoluun määräytyy S-proteiinin ja sen reseptorin avulla. Receptor-Binding Domain (RBD) reseptoria sitovan domeenin tunnistaa ja sitoutuu angiotensiini-konvertoivan entsyymin reseptori 2 ( ACE2 ). Kiinnittymisen jälkeen, virus voi tulla isäntäsolun kahta eri reittiä, riippuen isännän proteaasin pilkkomiseen käytettävissä olevan ja aktivoida piikki proteiini kiinnitetty reseptoriin.
Ensimmäinen reitti, jonka virus voi kulkeutua isäntäsoluun pääsemiseksi, tapahtuu endosytoosin kautta ja imeytyminen endosomiin . Proteiini S kiinnitetty reseptori aktivoidaan silloin katepsiini L , joka on kysteiiniproteaasi riippuu vedyn mahdollinen isäntä. Reseptoriin sitoutuneen S-proteiinin aktivaatio aiheuttaa muutoksia konformaatiossa ja viruskuoren fuusion endosomaaliseen seinämään.
Vaihtoehtoisesti virus voi tulla isäntäsolun suoraan proteolyyttisen pilkkomisen S-proteiinin kiinnitetty reseptorin vastaanottavan seriiniproteaasien TMPRSS2 tai TMPRSS11D .
Fuusion jälkeen nukleokapsidi siirtyy sytoplasmaan , jossa viruksen genomi vapautuu. Genomi toimii lähettimen RNA: na , jonka ribosomi kääntää kaksi kolmasosaa avointa ORF1a / ORF1b-lukukehystä vastaavaksi kahdeksi suureksi päällekkäiseksi polyproteiiniksi, pp1a ja pp1ab.
Suurin polyproteiinin pp1ab, on seurausta lukukehyksen muutos -1 aiheuttaman liukas sekvenssi (UUUAAAC) ja pseudoknot RNA alavirtaan avoimesta lukukehyksestä ORF1a. Luettu vaihesiirto mahdollistaa ORF1a: n jatkuvan kääntämisen, jota seuraa ORF1b.
Polyproteiinit sisältävät omia proteaasejaan , PLpro ja 3CLpro , jotka pilkkovat polyproteiineja eri spesifisissä kohdissa. Pp1ab-polyproteiinin pilkkominen tuottaa 16 ei-rakenteellista proteiinia (nsp1 - nsp16). Nämä proteiinit ovat erilaiset replikaation proteiinit, kuten RNA-riippuvaisen RNA-polymeraasin (RdRp), RNA-helikaasia ja exoribonuclease (eksoni).
Useita ei-rakenteellisten replikaation proteiinien sulattamiseksi, jolloin muodostuu monen proteiini-replikaasia-transkriptaasikompleksin ( replikaasi-Transcriptase Complex , RTC). Tärkein proteiinireplikaasitranskriptaasi on RNA-riippuvainen RNA-polymeraasi (RdRp). Se osallistuu suoraan RNA : n replikaatioon ja transkriptioon RNA-juosteesta. Muut kompleksissa olevat ei-rakenteelliset proteiinit auttavat replikaatio- ja transkriptioprosessissa.
Nsp14-proteiini on 3'-5'-eksoribonukleaasi, joka tarjoaa lisää uskollisuutta replikointiprosessiin. Exoribonuclease tarjoaa uusinta toiminto on monimutkainen, joka puuttuu RdRp. Samoin nsp7- ja nsp8-proteiinit muodostavat heksadekamerisen RNA: n "liukupidikkeen", joka muodostaa osan kompleksista, mikä lisää huomattavasti RdRp: n prosessiviteettia . Koronavirukset vaativat lisääntynyttä tarkkuutta ja prosessiteettisuutta RNA-synteesin aikana johtuen niiden genomin suuresta koosta muihin RNA-viruksiin verrattuna.
Yksi RTC-kompleksin päätehtävistä on virusgenomin transkriptio. RdRp osallistuu suoraan negatiivisten sense- subgenomisten RNA- molekyylien synteesiin positiivisen sense-genomisen RNA: n avulla. Tätä seuraa näiden negatiivisten sense-subgenomisten RNA-molekyylien transkriptio vastaaviin positiivisiin sense- mRNA: iin .
RTC-kompleksin toinen tärkeä tehtävä on replikoida virusgenomi. RdRp osallistuu suoraan negatiivisen sense-genomisen RNA : n synteesiin positiivisen sense-genomisen RNA: n avulla. Tätä seuraa positiivisen sense-genomisen RNA: n replikaatio negatiivisen sense-genomisen RNA: n avulla.
Replikoidusta positiivisen aistin genomisesta RNA: sta tulee jälkeläisvirusten genomi. Eri pienet mRNA: t ovat transkripteja genomin viimeiseltä kolmannekselta, joka seuraa ORF1a- ja ORF1b-lukukehyksiä. Nämä mRNA: t muunnetaan neljään rakenneproteiiniin (S, E, M ja N), jotka ovat osa jälkeläisvirioneja, ja myös kahdeksaan muuhun lisäproteiiniin (orf3 - orf9b).
Käännös RNA sisällä tapahtuu endoplasmakalvostoon . Viruksen rakenneproteiinit S, E ja M liikkuvat eritysreittiä pitkin Golgin väliosastossa . Siellä M-proteiinit ohjaavat suurimman osan proteiini-proteiini-vuorovaikutuksista, jotka ovat välttämättömiä virusten kokoamiseksi nukleokapsidiin sitoutumisen jälkeen.
Virionit vapautuvat isäntäsolusta eksosytoosin kautta eritysrakkuloiden läpi.
"Erityisesti hevosenkengän lepakoiden havaittiin olevan SARS: n kaltaisten CoV: iden varasto, kun taas kämmenisibetien katsotaan olevan SARS-CoV: iden väli-isäntä [43,44,45]. "
"Kuva 2. Koronavirusten RNA-riippuvien RNA-polymeraasien (Pol) fylogeneettinen analyysi, kun käytettävissä on täydellisiä genomisekvenssejä. Puu rakennettiin naapuriliittomenetelmällä ja juurrutettiin käyttäen Breda-viruksen polyproteiinia. "
"Katso kuva 1."
"Katso kuva 1."
"Lisäksi myöhemmässä filogeneettisessä analyysissä, jossa käytettiin sekä täydellistä genomisekvenssiä että proteomisia lähestymistapoja, pääteltiin, että SARSr-CoV on todennäköisesti varhainen irtoaminen Betacoronavirus-suvusta [1]; Katso kuva 2. "
"Betacoronaviruses-b-esi-isät, eli SARSr-CoV-esi-isät, olisi voinut historiallisesti olla isäntänä Rhinolophidae- ja Hipposideridae-perheen esi-isillä, ja ne olisivat voineet myöhemmin kehittyä itsenäisesti Rhinolophidae- ja Hipposideridae-betacoronaviruksia kohti johtavissa linjoissa. "
"SARS-CoV-genomi on ~ 29,7 kb pitkä ja sisältää 14 avointa lukukehystä (ORF), joita reunustavat 5'- ja 3'-transloimattomat alueet, joissa on vastaavasti 265 ja 342 nukleotidia (kuva 1). "
"Katso taulukko 1."
"Katso taulukko 1."
"Katso kuva 1."
"Virionit hankkivat kirjekuoren pomppimalla sisäkkeisiin ja muodostivat enimmäkseen pallomaisia, joskus pleomorfisia hiukkasia, joiden halkaisija oli keskimäärin 78 nm (kuva 1A)"
"Siitä huolimatta S-proteiinin ja reseptorin välinen vuorovaikutus on edelleen tärkein, ellei ainoa, determinantti koronaviruksen isäntälajialueelle ja kudosten tropismille. "
"Useista isännistä eristetyt erilaiset SARS-CoV-kannat vaihtelevat sitoutumis affiniteeteissaan ihmisen ACE2: een ja siten myös ihmisen solujen tarttuvuuteen76,78 (kuvio 6b)"
”Katso kohta: Virionin rakenne. "
“Katso kuva 4c. "
"Katso kuva 10."
"Katso kohta: Koronaviruksen elinkaari - Kiinnitys ja pääsy"
"Katso kuva 2"
"SARS-CoV voi kaapata kaksi solun proteolyyttistä järjestelmää sen S-proteiinin riittävän prosessoinnin varmistamiseksi. SARS-S: n pilkkomista voidaan helpottaa katepsiini L: llä, joka on pH-riippuvainen endo- / lysosomaalinen isäntäsoluproteaasi, kun virionit otetaan kohdesolun endosomeihin (25). Vaihtoehtoisesti tyypin II transmembraaniset seriiniproteaasit (TTSP) TMPRSS2 ja HAT voivat aktivoida SARS-S: n, oletettavasti pilkkomalla SARS-S: n solun pinnalla tai lähellä, ja TMPRSS2: n aktivointi SARS-S: n mahdollistaa katepsiini L: stä riippumattoman solun merkintä (26, –28). "
"S aktivoituu ja pilkkoutuu S1- ja S2-alayksiköihin muilla isäntäproteaaseilla, kuten transmembraanisella proteaasilla seriini 2 (TMPRSS2) ja TMPRSS11D, mikä mahdollistaa solupinnan ei-endosomaalisen viruksen pääsyn plasmamembraaniin. "
"Katso kuva 8."
"Katso osio: Replikaasiproteiinin ilmentäminen"
"Katso taulukko 2."
"Lopuksi nämä tulokset yhdistettynä aikaisemman työn tuloksiin (33, 44) viittaavat siihen, että CoV: t koodaavat vähintään kolmea uskollisuuteen liittyvää proteiinia (nsp12-RdRp, nsp14-ExoN ja nsp10), mikä tukee moniproteiinisen replikaasi- uskollisuuskompleksi, kuten aiemmin on kuvattu (38) »
"Katso osa: Coronan elinkaari - replikointi ja transkriptio"
"Katso kuva 1."
"Katso kohta: Koronaviruksen elinkaari - kokoonpano ja vapautus"