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词条 病毒离子通道
释义

病毒编码的离子通道蛋白:是一种在病毒生命周期中起多种作用的小跨膜蛋白,属于viroporins(病毒孔蛋白)家族,可在宿主细胞膜上形成选择性离子通道,介导特殊离子(如Na,K,Ca,Cl,H )的运输,从而对病毒的许多功能产生影响,包括促进病毒颗粒从感染细胞中的释放(出芽)。

主要传染方法

一些离子通道阻滞剂能阻滞这些离子通道,从而抑制这些病毒的繁殖,因而病毒离子通道蛋白可作为新的抗病毒作用靶。各种病毒编码的离子通道结构上的相似性:至少含有一个高度疏水性a螺旋区,病毒离子通道以寡聚体形式穿入细胞膜形成通道,其中疏水性氨基酸面向磷脂双层,亲水性氨基酸面向亲水孔,在近螺旋区常常含有一些正电荷碱性氨基酸,这些碱性氨基酸按von Heijin规则决定蛋白质在细胞膜上的拓扑定位,

此外,在一些病毒离子通道还发现一种芳香族氨基酸富集区,也能与细胞膜相互作用,增加膜的通透性。

变种

甲型流感病毒

甲型流感病毒的M2是由病毒RNA片段7剪切的mRNA编码的97个氨基酸残基组成的Ⅲ型膜内在蛋白(type Ⅲ integral membrane Proteins),它被证明是由低pH激活的质子(H)选择性的离子通道(proton-selective channel),是目前人们研究最深入的病毒离子通道。M2包含了三个结构域

(1)胞外的N端结构域(24个氨基酸残基)

(2)跨膜结构域(TM结构域)(19个氨基酸残基)

(3)胞内的C端结构域(54个氨基酸残基)。M2胞内结构域的Ser64是磷酸化的,Cys50是十六(烷)酰化的,但是这两个转录后修饰对于它的离子通道功能都不是必须的。在蛋白质合成过程中,TM结构域作为信号序列,并且起到膜锚定(membrane anchor)的作用。TM结构域是主要的通道形成结构,它直接负责选择通透性、通道的门控机制,也是抑制剂金刚烷胺(amantadine, AMT)的作用位点。TM结构域的19个氨基酸多是疏水性的(除了Ser31, Gly34,His37之外),并能形成跨膜的a-螺旋。M2蛋白通过非共价相互作用以及N端结构域之间的二硫键形成同源四聚体而发挥离子通道功能。

SARS病毒

SARS病毒拥有一个的由单股正链RNA构成的基因组,它包含有14个开放阅读框(ORFs),其中ORF3a编码的3a蛋白是最近发现的一个跨膜蛋白,但是它的功能却是未知的。在上海巴斯德研究所孙兵研究组研究中首次证实3a是一个结构蛋白并且定位于膜表面。在转染的细胞中表达重组的3a蛋白后,发现它能够通过二硫键形成同源四聚体,这一线索提示其形成离子通道的可能性。通过双电极电压钳实验, 在注射了3a cRNA的爪蟾卵母细胞中检测到3a蛋白离子通道活性。电生理数据表明3a蛋白能够形成一个钾离子通道,并且能够被钡离子有效抑制。将可抑制3a表达的siRNA转染FRhK-4 细胞之后,再用SARS病毒感染细胞,可以发现病毒的释放量明显的减少了,但是对病毒的复制没有影响。以上实验结果表明SARS 病毒的3a蛋白可能是一个离子通道功能蛋白并且能够促进病毒的释放。这一发现能够帮助阐明SARS 病毒高致病性的机制,同时,3a离子通道还可能作为一个潜在的药物靶点,为防治SARS 感染的提供了新的策略。

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更新时间:2025/2/12 23:07:59