Alphavirus
Alphavirus
Baltimorova klasifikace virů
Skupina	IV(ssRNA viry s pozitivní polaritou)
Vědecká klasifikace
Realm	Riboviria
Říše	Orthornavirae
Kmen	Kitrinoviricota
Třída	Alsuviricetes
Řád	Martellivirales
Čeleď	Togaviridae
Druh	Alphavirus
Druh
Sindbis virus Semliki forest virus Ross River virus Chikungunya virus O’nyong-nyong
Některá data mohou pocházet zdatové položky.

Alphavirus je rodvirů, který náleží k čelediTogaviridae. Jde o virylidí,savců,ptáků,moskytů avačnatců, které jsou přenášenyhmyzem. Způsobujíencefalitidu,horečky a bolesti. jsou celosvětově rozšířené, avšakantivirotikum neexistuje.

Virus se řadí mezi obalené viry (má membránovou schránku), přičemž se namembráně (o průměru 65-70nm) vyskytuje 80 špic složených z trojicheterodimerůglykoproteinů E1 a E2, společně s menšímproteinem 6K. Membrána je bohatá nacholesterol asfingolipid, což jsou složky nezbytné pro vstup a výstup z buňky.Kapsid je sférický (ikosahedrický) o průměru 35-40 nm a skládá se z 240 podjednotek, (T=4).

Genom tvoří jedna molekula jednovláknovéRNA s pozitivní polaritou o délce 11,8 (alphavirus) kb a omol. hm. 4 x 106. Nestrukturní proteiny (replikáza) jsou umístěné na 5' konci, zaujímající zhruba 2/3 délky genomu, zatímco strukturní (kapsidový protein a 3 obalové proteiny) jsou v poslední třetině, na 3' konci. Obě tyto skupiny jsou překládány jakopolyprotein, který je následně rozštěpen. Genom je očepičkován a polyadenylován. nestrukturní proteiny jsou překládány rovnou z genomu, zatímco strukturní proteiny jsou překládány zsubgenomické mRNA. Na začátku genomu je průměrně 59nukleotidů dlouhá nepřekládaná oblast, zatímco na konci je dlouhá průměrně 322 nukleotidů.

Proteom alphavirů se seskládá z několika proteinů, které jsou translatovány v nestrukturním polyproteinu a v strukturním polyproteinu. Oba proteiny jsou schopny se samy rozštěpit a uvolnit tak funkční proteiny.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 540aminokyselinových zbytků a jako jediný je v asociaci s membránou, skrze palmytolilovanýcystein (420). Protein se však může vázat ihydrofobními zbytky aminokyselin 245-264. Mámethyltransferázovou aguanylyltranferázovou aktivitu.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 807 aminokyselinových zbytků. N koncová doména máhelikázovou, NTP a RNA-TP aktivitu, zatímco C koncová doména mápapain-like serinovou proteázovou aktivitu a nefunkční methyltransferázovou aktivitu. Obsahuje také sekvenci, díky které je transportován do jádra, což vysvětluje fakt, že 50 % celkového množství tohoto proteinu je lokalizováno právě v jádře.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 556 aminokyselinových zbytků. Funkce tohoto proteinu zůstávají sporné, avšak ukazuje se, že má roli v RNA syntéze. Zatímco N koncová doména je konzervativní napříč alphaviry, C koncová doména, obsahující asi 200 aminokyselinových zbytků, je bohatá naserinové athreoninové zbytky, které mohou být fosforylované, avšak význam této modifikace je stále nejasný. Protein má k membránám slabouafinitu, avšak asociuje s nimi v případě, že je exprimován v nepřítomnosti dalších nsP.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 610 aminokyselinových zbytků. Jde o hlavníreplikační protein. Jeho hladina je nižší, kvůli opal stop kodonu v polyproteinu P1234 mezi nsP3 a nsP4. Ukázalo se však, že odstranění tohoto stopkodonu spíše sníží replikaci virové RNA. I když je z větší části homologní s dalšímiRdRP, N koncová doména obsahuje úsek, který nemá u jiných replikáz obdoby a slouží zřejmě jako vazebná doména pro ostatní nsP. N konec však také obsahujetyrosinové zbytky, které zodpovídají za nestabilitu tohoto proteinu a za jeho degradaci. Protein se však stává relativně stabilním v komplexu s ostatními replikačními proteiny.

Tento protein se skládá z 264 aminokyselinových zbytků a jeho úloha je obalení RNA a vytvoření nukleokapsidu. Prostupuje membránou a jeho 33 aminokyselin tvořících C koncovou doménu má strukturu dvou řeckých klíčů a aktivitu serionové proteázy. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 64 aminokyselinových zbytků a je součástí pE2prekurzoru, jehož součástí je i E2. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 423 aminokyselinových zbytků a je součástí pE2 prekurzoru, jehož součástí je i E3. Je zodpovědný za navázání nareceptor. Jeho doména tyr-ala-leu interaguje s hydrofobní kapsounukleokapsidu. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 439 aminokyselinových zbytků a je zodpovědný za fúzi membrán. Membránou protein prostupuje, avšak dovnitř zasahují pouze 2 aminokyselinové zbytky. Obsahuje fúznípeptid, který je však vheterodimeru s E2 blokován. Tento heterodimer se však v nízkémpH rozpadne, čímž se peptid odkryje. Ten se pak zanoří do cílené membrány (obsahující cholesterol), načež dojde k trimerizaci E1 a masivní konformační změně tohoto glykoproteinu.Trimer má pak za následek deformaci membrány a její spojení s membránouendozomu, čímž vzniknepór, kterým nukleokapsid vnikne do buňky. E1 má také zjevně vlastnostiiontového kanálu, což je důležité pro replikaci. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 55 aminokyselinových zbytků. zesiluje aktivitu jednotlivých částic. Jde o strukturní protein.

Alphaviry vykazují neobyčejnou hostitelskou rozmanitost. Na základě pozorování byly vytvořeny 2 hypotézy, které se však nevylučují a nejspíše je pravda tvořena kombinací obou. První tvrdí, že alphaviry má E2 mnoho vazebných míst, což mu dovoluje navázat se na i vzdálenější buněčné receptory. Druhá hovoří o možnostiubiquitinového receptoru, který je vysoce konzervovaný pro mnoho druhů.

Během životního cyklu se v buňce objevují 3 typy virové RNA, genomová +RNA, komplementární -RNA a subgenomická mRNA. Replikace je iniciována nacytosolické straně membránendozomů alysosomů. Nejprve je syntetizována -RNA pomocí P123 nebo P23 a nsP4, zatímco nerozštěpený P1234 je nefunkční stejně jako jednotlivé nsP. Jak probíhá syntéza -RNA, pokračuje translace nsP a tím se zvyšuje koncentrace proteázových prekurzorů. Vazby nsP1-nsP2 a nsP2-nsP3 jsou rozštěpeny, čímž se změní konformace replikázy a dojde k aktivaci syntézy +RNA. Jako u většiny +RNA virů, je poměr +RNA a −RNA syntézy asi 50-20:1. Subgenomická mRNA se syntetizuje z minimálního promotorového elementu umístěného −19 až +5 nukleotidů vůči pozici startu. Větší fragment umístěný -98 až +14 nukleotidů vůči pozici startu však vykazuje 3–6krát větší aktivitu a nahrazuje plně aktivní promotor. buňka jí obsahuje obvykle až 3× více než +RNA.

Pořadí strukturních proteinů na polyproteinu je kapsid-PE2(E3+E2)-6K-E1. Kapsid je odštěpen ihned posyntéze smyčky mezi ním a PE2 díky jeho C koncové doméně, která máchymotrypsin-like sbalení a má tak serin-like proteázovou aktivitu. Nový N konec polyproteinu obsahuje sekvenci, která ho navádí do endoplasmatického retikula. Další takové sekvence jsou na C koncích E2 a 6K, aby se tak doendoplasmatického retikula nasměroval i 6K a E1. E1, E2 a 6K jsou transmembránové proteiny přičemž E3 je z PE2 vystřižen. Genomová RNA obsahuje specifickou balicí sekvenci mezi nukleotidy 945 a 1076, která je rozpoznávána aminokyselinovými zbytky 81 až 113 kapsidu.Aura virus navíc do svého kapsidu balí i subgenomickou mRNA. Pro sbalení je potřeba exprimovat nsP123, není však jasné proč. Mezitím se na membránové proteiny navážou dlouhémannosové řetězce a dále upravené podle dostupnosti upravovaného místa. Na několika místech E2 a 6K dochází k palmytaci. E1 a E2 navíc vytváří mezistavy ve svém sbalování, které vyžadujíchaperony.

K vypučení je potřeba interakce kapsidových proteinů a obalových proteinů. Ukazuje se také, že je vyžadována i přítomnost cholesterolu. Kapsidový protein obsahuje hydrofobní kapsu, se kterou interaguje E2 skrze tyr-ala-leu motiv. Přesná funkce 6K proteinu není známa, protože jeho absence neovlivnípučení. Existují však domněnky, že tento jev se dá vysvětlit mutací v E2.

Zhruba 3 hodiny poinfekci je kompletně zastavena buněčnáproteosyntéza, zatímco virová stále pokračuje. Existují 4 teorie, které tento jev vysvětlují:

1. rozdílné prostředí, jako například koncentracedraslíkových iontů, které upřednostní virovou translaci
2. přímá soutěž o translační mašinérii
3. inhibice buněčné translace kapsidovým proteinem
4. inhibice buněčné translace nestrukturním proteinem

Výzkumy ukázaly, že strukturní proteiny nemají vliv nacytopatický efekt, ale mutace v nsP2, konkrétně Pro726 v serin, redukuje tento efekt. Také se ukázalo, že virová infekce podporuje dsRNA aktivovanou protein kinasu (PKR)-závislou a PKR-nezávislou cestu, čímž dochází k redukci buněčné translace. Mutace v nsp2 ukázaly, že zastavení buněčnétranskripce a translace jsou vzdálené jevy a mají silný vliv na zmenšení produkce alfa a betainterferonů. Většina infekcí buněkobratlovců v kulturách končíapoptózou, což koreluje sneurovirulencí po smrtineuronů. Naproti tomu mozkytí buňky mohou projít různými příznaky, přesperzistenci až ponekrózu. Bylo popsáno množství proteinů, které se účastní antivirové obrany. Mozkytí buňky produkují malý hydrofobní peptid o 3,2 kD, který indukuje syntézu 55 kDa proteinu a inhibuje replikaci RNA viru. Krysí proteinzinkového prstu (ZAP) byl původně označen jako inhibitor replikaceretrovirů, avšak ukazuje se, že inhibuje celou řadu alphavirů navázáním na virovou mRNA. Přesný mechanismus není znám, předpokládá se však účast mnoha proteinů.

Alphaviry jsou rozšířené prakticky po celém světě. Většina z nich byla zavlečena člověkem, ovšem některé z nich jsou lidmi nepřenositelné. Příkladem jsou nemocilososovitých. Bylo také zjištěno, že viry, které napadají mořské savce mohou být přenášené skrzevši. Tato schopnost infikovat velké množství organismů ukazuje na možnost identifikace ptačích a plazích alphavirů.

• Fields Virology, 5. vydání

• Rubivirus

• Obrázky, zvuky či videa k tématuAlphavirus na Wikimedia Commons

• Togaviridae

• Monitoring:Autoritní kontrola s 0 identifikátory