Геном ВИЧ-1 и кодируемые им белки

Строение вириона

ВИЧ-1 состоит из двух копий одноцепочечной РНК, заключены в коническую капсида включающий вирусный белок р24, характерные для лентивирусов. Компонент РНК 9749 нуклеотидов в длину. Это, в свою очередь окружен плазматической мембраны из клетки-хозяина происхождения. Однонитевые РНК тесно связана с нуклеокапсида белков, p6, p7 и ферментов, которые необходимы для развития вириона, таких как обратной транскриптазы и интегразы. Нуклеокапсида (p7 и p6) защищает РНК от перевариваниянуклеаз. Матрица, составленная из ассоциации вирусного белка p17 окружает капсида, обеспечивая целостность вириона частицы. Также заключены в вириона частицы Vif, Vpr, Nef, p7 и вирусной протеазы. Конверт образуется, когда капсида отпочковывается от клетки-хозяина, принимая некоторые из хост-клеточной мембраны с ним. Конверт включает белок, известный как Env, состоит из крышки из трех молекул, называемых гликопротеинов (GP) 120, и стволовые, состоящий из трех gp41 молекулы, которые якорь структуры в вирусной оболочке. Этот гликопротеин комплекс позволяет вирусу прикрепляться и сливаются с клетками-мишенями для начала инфекционного цикла. Обе эти поверхностные белки, особенно gp120, были рассмотрены в качестве целей для будущего лечения или вакцины против ВИЧ.

Геном ВИЧ-1 и кодируемые им белки

Концы генома представлены длинными концевыми повторами (LTR), которые управляют продукцией новых вирусов и могут активироваться и белками вируса, и белками инфицированной клетки.

9 генов ВИЧ-1 кодируют, по крайней мере, 15 белков.

§ pol — кодирует ферменты: обратную транскриптазу (RT), интегразу (IN) и протеазу (PR).

§ gag — кодирует полипротеин Gag/p55, расщепляемый вирусной протеазой (PR) до структурных белков p6, p7, p17, p24.

§ env — кодирует белок gp160, расщепляемый клеточной эндопротеазой фурином на структурные белки gp41 и gp120.

Другие шесть генов — tat, rev, nef, vif, vpr, vpu (vpx у ВИЧ-2) — кодируют белки, отвечающие за способность ВИЧ-1 инфицировать клетки и производить новые копии вируса.

Репликация ВИЧ-1 in vitro возможна без генов nef, vif, vpr, vpu^. Однако данные белки необходимы для полноценной инфекции in vivo.

Gag

Полипротеин-предшественник Gag/p55 синтезируется с полноразмерной геномной РНК (которая в данном случае служит в качестве мРНК) в процессе стандартной кэп-зависимой трансляции, но синтез возможен и с помощью IRES, расположенного в 5'-нетранслируемой области мРНК. Локализация отдельных белков Gag, на которые расщепляется Gag/p55, следующая: p17…p24…p2…p7…p1…p6. (р1 и р2 — соединительные пептиды) Нерасщеплённый протеазой Gag/p55 содержит три основных домена: домен мембранной локализации (М, membrane targeting), домен взаимодействия (I, interaction) и «поздний» домен (L, late). Домен М, расположенный внутри области p17/МА, миристилируется и направляет Gag/p55 к плазматической мембране. Домен I, находящийся внутри области p7/NC, отвечает за межмолекулярные взаимодействия отдельных мономеров Gag/p55. Домен L, также локализованный в области p7/NC, опосредует отпочковывание (budding) дочерних вирионов от плазматической мембраны; в этом процессе участвует также р6 область полипротеина Gag/p55.

Сокращение	Описание	Функции
gp41 (TM, transmembrane)	трансмембранный гликопротеин массой 41 кДа	Располагается во внешнем слое липидной мембраны. Играет роль «якоря», удерживающего молекулы другого белка — gp120
gp120 (SU, surface)	гликопротеин массой 120 кДа	Наружный белок вириона. Нековалентно связан с трансмембранным белком gp41. С одной молекулой gp41 связаны 3 — 5 молекул gp120. Способен связываться с CD4 рецептором. Играет важную роль в процессе проникновения вируса в клетку.
p24 (CA, capsid)	белок массой 24 кДа	белок, образующий оболочку нуклеоида (капсида) вируса
p17 (MA, matrix)	Матриксный белок массой 17 кДа	Около двух тысяч молекул этого белка образуют слой толщиной 5 — 7 нм, располагающийся между внешней оболочкой и нуклеоидом вируса.
p7 (NC, nucleocapsid)	Нуклеокапсидный белок массой 7 кДа	Белок, входящий в состав нуклеоида вируса. Образует комплекс с вирусной РНК.

Vpu

Двумя важными функциями белка Vpu являются: 1) деградация (разрушение) клеточного рецептора CD4 в эндоплазматическом ретикулуме путём привлечения убиквитин-лигазных комплексов, и 2) стимуляция выделения дочерних вирионов из клетки, путём инактивации интерферон-индуцируемого трансмембранного белка CD317/BST-2, получившего также название «tetherin» за его способность подавлять выделение вновь образовавшихся дочерних вирионов посредством их удержания на поверхности клетки.

Вирусный фактор инфекционности или Vif.

Его роль заключается в нарушить противовирусной активности человека фермент, направляя его на убиквитинирования и клеточной деградации. APOBEC является фермент цитидиндезаминазы что мутирует вирусных нуклеиновых кислот.

Vpr

Она выступает за "Вирусные белки R". Vpr, 96 аминокислот 14-кДа белок, играет важную роль в регулировании ядерной импорт ВИЧ-1 предварительной интеграциикомплекс (pre-integration complex (PIC)), и необходим для репликации вируса в не делящихся клетках, таких как макрофаги. Vpr также вызывает G2 арест клеточного цикла и апоптоза в пролиферирующих клеток, что может привести к иммунной дисфункции.

Vpr также иммуносупрессивных благодаря своей способности поглощать провоспалительных транскрипционный активатор в цитоплазме. ВИЧ-2 содержит и белки Vpr и связанные (по последовательности гомологии) VPX белка (X вирусных белков). Две функции Vpr у ВИЧ-1 распределены между Vpr и VPX в ВИЧ-2, с ВИЧ-2 Vpr белка вызывать клеточного цикла и VPX белков, необходимых для ядерной импорта.

Nef (Negative Regulatory Factor)

Выражение Nef в начале жизненного цикла вируса обеспечивает Т-клеток, активации и создания постоянного состояния инфекции, двумя основными признаками ВИЧ-инфекции.