病毒与受体相互关系

病毒与受体相互关系

兰伟华南农业大学

11级动物丁颖班

摘要：病毒与受体之间的关系比较复杂，理清其机理对于药物的研制，预防等有着重大的

意义。相互关系大致可分为一对一、多对一、一对多三种情况。同样的随着病毒不断的变异，受体的结构也在发生着变化，这两者之间有着必然和非必然的因果关系。本文综述一些病毒与受体作用的机理以及病毒逃逸宿主细胞的免疫预防途径。

关键词：病毒受体、作用机理、免疫逃逸

受体作为病毒遇到的第一个细胞分子,对细胞保卫自身机体具有重要意义。受体的特异性决定受体只能与特异的配体相识别而结合,即二者之间存在着一对一的关系。但对某些受体来说,这种特异性并不十分严格,多个病毒共用一个受体,或一个病毒有多个受体的情况也时有存在。同样的在结合过程中受到比较多的因素的影响，如pH、温度、离子浓度等。这其中的机理也不尽相同。

一、病毒与受体作用机理

1.1艾滋病毒侵入的机理

CD4受体和趋化因子受体作为应变部分显示在宿主细胞上。gp12”和横跨膜的“gp41”是艾滋病毒包膜糖蛋白上的两个重要组成部分。在gp120与宿主细胞的CD4结合后,糖蛋白的构象发生变化,同时促进了趋化因子作用。横跨膜的子单元gp41的构象进一步发生变化，暴露成两个拥有七个重复域(HR1上和HR2)的结构,随后自行组装成六螺旋束结构。形成的几个gp41六螺旋束使得宿主细胞膜和病毒膜融合在一起,而六螺旋束可能合并成一融合孔隙,允许病毒核酸通过，进入宿主细胞胞浆。箭头表示潜在的步骤，在输入过程的抑制作用[1]。

1.2 SARS病毒与受体的作用机理

a. SARS-CoV S蛋白和受体(ACE2)结合在酸性的环境下促使S蛋白发生膜融合,膜融合是在S 蛋白的S2亚单位的作用下完成的,S2亚单位包含一个融合肽和两个HRs(A);

b.合肽插入靶细胞膜,HR2向HR1折叠,使病毒和靶细胞膜靠近,形成稳定的六螺旋束结构,最终促使膜融合(B);

c.合成类似于HR2的肽和HR1形成复合物,可以抑制六螺旋束结构的形成,成为抗病毒治疗的靶位之一(C)[2-5]。

1.3禽流感病毒与受体

对一些有囊膜病毒,特别是流感病毒,其进入方式已被了解清楚(Mark Marsh et al. 1994)。流感病毒结合到宿主细胞表面含唾液酸的受体,然后通过由受体介导的内吞作用进入内体组分,不断提高的酸性环境诱导病毒壳蛋白HA的构象变化,使在HA2氨基酸末端的疏水性融合肽暴露出来,指向病毒感受融合区,并促进病毒囊膜和内体膜的融合。有学者通过对血凝素受体类似复合物的晶体学研究,使血凝素受体结合位点得以确定,也证实了上述病毒与受体的结合过程[6]。

二、病毒对于受体的逃逸

在宿主细胞膜上的受体，当某些病毒刺激时，会抑制或破坏细胞内“警察”的作用，使得受体更易于和病毒结合，这样有利于病毒进入宿主细胞内。从这个方面来看，似乎病毒对受体的表达起到正调控作用，但这毕竟是少数情况。

巨噬细胞、树突状细胞是机体能够感知、识别外源病原体入侵机体的重要天然免疫细胞。

目前已发现天然免疫细胞能够通过维甲酸诱导基因-I（RIG-I），在细胞内识别入侵病毒RNA，并触发信号通路而诱导I型干扰素产生清除病毒。可见，RNA病毒的主要识别受体RIG-I。在抗RNA病毒天然免疫应答中发挥关键作用。在RNA病毒感染后，免疫细胞膜上的凝集素Siglec-G的数量也随之增加，它们把“警察”RIG-I一个个地降解，这样一来，“警察”数量锐减了，病毒就此逃脱机体的免疫监控。在小鼠模型的体内实验亦表明，Siglec-G失活，可以保护小鼠免受致命性RNA病毒感染。同时，研究还找发现了Siglec-G使RIG-I降解的关键位点。发现Siglec-G可促进E3泛素酶c-Cbl介导的RIG-I泛素化及蛋白降解，并通过这种RIG-I翻译后修饰的新方式抑制RIG-I的活化及其触发的I型干扰素的产生。研究人员通过促进I型干扰素生成，靶向性失活Siglec-G，证实可以保护小鼠免受致命性RNA病毒感染[7]。

三、外界因素对病毒与受体的影响

3.1 pH

在适宜的pH条件下,病毒粒子和细胞表面可通过静电引力形成结合,pH的变化会引起病毒粒子和细胞表面基团电荷的改变,从而影响病毒粒子与细胞的吸附。如鼻病毒主要在上呼吸道增殖,pH低于5~6时不稳定。

3.2 温度

一般来说,在0℃~37℃范围内,温度越高,病毒吸附效率也越高。因为温度越高,VAPs与细胞受体之间的碰撞次数越多,增大了吸附的概率,细胞膜的流动性大大增加,受体分子越容易聚合,从而与病毒产生多价结合。

3.3 离子

由于细胞受体和VAPs均趋向于带负电荷,所以只有在阳离子环境下病毒粒子才能靠静电引力吸附于细胞表面[8]。

通过对病毒受体的综述,可进一步了解病毒的致病机理,对其进行预防和治疗有重要的指导意义。通过对逃逸机制的部分了解同样体会到了病毒和受体之间的变异以及非正常的结合过程，对于进一步研究非正常的病毒与受体关系做了铺垫；通过影响病毒与受体的因素的综述，初步了解了其作用的外部环境，对于如何运用外部因素来制约和调节具有重要意义。

参考文献：

[1]Thirty years on: HIV receptor gymnastics and the prevention of infection. Weiss RA. Wohl Virion Centre, Division of Infection & Immunity, University College London, Gower Street, London WC1E, UK. r.weiss@. BMC Biol. 2013 May 21;11:57. doi: 10.1186/1741-7007-11-57. [2]Eckert, DM, Kim, PS. Mechanisms of viral membrane fusion andits inhibition. Annu. Rev. Biochem. 2001:70, 777-810.

[3]Bosch BJ, Martina BE, Van Der Zee R, et al. Severe acute respi-ratory syndrome coronavirus(SARS-CoV) infection inhibition usingspike protein heptad repeatderived peptides. Proc. Natl. Acad.Sci. U.S.A.,2004,101(22):8455-60

[4]Liu S, Xiao G, Chen Y, et al. Interaction between heptad repeat 1and 2 regions in spike protein of SARS-associated coronavirus: im-plications for virus fusogenic mechanism and identification of fusioninhibitors. Lancet 2004,363: 938-947.

[5]Zhu J, Xiao G, Xu Y, Yuan F, et al. Following the rule: forma-tion of the 6-helix bundle of the fusion core from severe acute respi-ratory syndrome coronavirus spike protein and identification