Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
Междоменные поверхности у TBSV описаны довольно подробно. Показано, что гомологичные части субъединиц образуют сходные контакты, о чем мы уже говорили при описании «квазиэквивалентности». Состояние контакта в данном конкретном положении однозначно определяется тем, разупорядочена или упорядочена «рука». Таким образом, при сборке используется способность данной субъединицы связываться специфическим, хотя и не строго однозначным образом (квазиэквивалентно), причем предотвращение ошибок при сборке обеспечивается не только этим свойством.
Карты электронной плотности TBSV, полученные в результате кристаллографических исследований, не позволили идентифи-
щровать упаковку молекулы РНК, поскольку и нуклеиновая шслота, и R-домены пространственно разупорядочены. R-доме-ш, а также внутренняя поверхность S-доменов несут большое количество положительно заряженных остатков, которые нейтра-тазуют заряд примерно у % фосфатных групп РНК. Относительно упаковки РНК можно сделать следующий основной вывод: она не предъявляет никаких особых требований к конфигурации РНК, кроме требования компактности, поскольку R-домен закреплен на оболочке подвижно. По-видимому, это общая особенность упаковки РНК в сферических вирусах. Отсутствие кесткой пространственной упорядоченности и напряжений в структуре РНК подразумевает, что для ее упаковки в частицу яе нужно разрушать вторичную структуру молекулы. В этом состоит важное отличие от организации TMV и других спиральных вирусов.
Образование хелатных комплексов с двухвалентными катионами при рН>7,0 приводит к обратимому разбуханию частицы TBSV (рис. 3.12). Подобные структурные изменения свойственны и многим другим вирусам. Например, аналогичное явление наблюдается при созревании головок фагов, содержащих двухцепочечную ДНК.
Рис. 3.12. Разбухание частиц TBSV в присутствии двухвалентных катионов. В компактной структуре (слева) в местах контактов между субъединицами имеются центры связывания Са2+, представленные во всех эквивалентных позициях. В каждом из этих мест было, обнаружено по два иона Са2+, лигандами которых являются остатки аспарагиновой кислоты из соседних S-доменов. При удалении Са2+ и увеличении pH выше 7,0 контакты между этими поверхностями нарушаются из-за отталкивания зарядов. Субъединицы расходятся, что и приводит к разбуханию частицы (справа). Другие контакты между S-доменами консервативны; переплетение «пальцев» у «рук» С-субъединиц (рис. 3.11) ие нарушается [45а].
С помощью рентгеновской кристаллографии была установлена также структура двух других РНК-содержащих вирусов растений: сателлитного вируса некроза табака (STNV) [40] и вируса южной мозаики бобов (SBMV) [1]. Белки оболочки всех трех вирусов на удивление сходны. Вирион SBMV — это частица из 180 субъединиц, похожая на TBSV. Белок оболочки этого вируса также имеет S- и R-домены и соединительную «руку», но P-домен у него отсутствует. «Рука» и S-домен сложены и упакованы в вирионе практически так же, как в TBSV, причем обнаруживается заметная гомология их последовательностей. Оболочка STNV состоит лишь из 60 субъединиц. Каждая субъединица несет на N-конце короткую последовательность, которая располагается во внутренней области частицы, а остальная часть цепи укладывается в монодомен, похожий на S-домейы TBSV и SBMV (хотя никакой гомологии последовательностей не наблюдается). Соединительная «рука» в данном случае отсутствует, поскольку в структурах с 7' = 3 нет необходимости в переключении положения, обеспечивающем правильную сборку. Кроме того, при упаковке в вирусную оболочку субъединица STNV располагается по отношению к своим соседям не совсем так, как S-домен в TBSV или SBMV. Эволюционные взаимоотношения между такими структурами пока не ясны. Один из вопросов, над которым сейчас усиленно размышляют исследователи, состоит в том, есть ли связь между этими сходными «РНК-упаковываю-щими» белками и нормальной клеточной «РНК-упаковывающей» структурой.
Полиовирусы и родственные вирусы
Это группа небольших РНК-содержащих вирусов, известных под названием «пикорнавирусы». Длина молекулы РНК составляет 6000 оснований, а диаметр целой частицы равен 280 А. Конструкция этих вирусов, обладающих икосаэдрической симметрией, проще, чем у TBSV, поскольку она образована лишь 60 белковыми «структурными единицами». Каждая такая единица состоит из четырех полипептидных цепей (VP1, VP2, VP3 и VP4, где VP обозначает вирионный белок, от англ. virion protein). Эти цепи получаются после расщепления предшественника, причем по крайней мере часть расщеплений происходит после сборки интермедиатов. Таким образом, представление четырех цепей в виде единой структурной единицы — это не просто формальная процедура. Действительно, в некоторых частицах присутствует определенное количество нерасщепленных копий VP0 (VP2+VP4) [44, 46]. Удается выделить пустые частицы, которые состоят из 60 единиц, каждая из которых содержит
цепи VPO, VP1 и VP3. Считается, что эти прокапсиды могут быть настоящими предшественниками вирионов [32], и для полной инкорпорации РНК нужно лишь, чтобы произошло расщепление VP0->VP2 + VP4. Необходимость таких стадий расщепления делает сборку полиовируса практически необратимым процессом. К 5'-концу РНК полиовируса присоединен пептид, обозначаемый VPg [39]. Этот пептид из 22 остатков образуется при расщеплении первичного продукта вирус-специфической трансляции [35]. Вероятно, он играет определенную роль в инициации репликации [43].
