亚病毒感染因子.ppt
《亚病毒感染因子.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《亚病毒感染因子.ppt(62页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、亚病毒感染因子现在学习的是第1页,共62页非细胞生物非细胞生物朊病毒朊病毒:只含:只含蛋白质蛋白质一种组分一种组分 prion 亚病毒亚病毒:Subvirus至少有至少有核酸核酸和和蛋白质蛋白质两种组分两种组分类病毒类病毒:只含具有单独侵染性的只含具有单独侵染性的RNA组分组分 viroid卫星病毒、卫星卫星病毒、卫星RNA:天生缺陷病毒天生缺陷病毒,satellite virus 包括卫星包括卫星RNA真病毒真病毒:Euvirus现在学习的是第2页,共62页疯牛病疯牛病(Mad Cow disease)现在学习的是第3页,共62页一、类病毒一、类病毒viroid 1922年发现,减产年发现,
2、减产20%-70% 潜伏期长,提纯和电镜观察无病毒粒子潜伏期长,提纯和电镜观察无病毒粒子 瑞士学者瑞士学者T.O.Diener1971年发现马铃薯纺锤形块茎病的病年发现马铃薯纺锤形块茎病的病原是一种只有侵染性小分子原是一种只有侵染性小分子RNA而无蛋白质的感染因子,而无蛋白质的感染因子,称为类病毒称为类病毒(viroid)PSTV。类病毒经带毒叶片、种子以及媒介昆虫传播,可引起马铃薯、西红柿、类病毒经带毒叶片、种子以及媒介昆虫传播,可引起马铃薯、西红柿、苹果、柑桔、椰子等多种经济植物严重病害苹果、柑桔、椰子等多种经济植物严重病害Potato spindle tuber disease, PST
3、D现在学习的是第4页,共62页T.O. Diener几项研究试验几项研究试验(1967-1971, 用番茄研究用番茄研究)1、超离心:2、有机溶剂处理:3、酚处理:4、核酸酶处理:5、密度梯度离心:105 000g 仅仅10%在沉淀中在沉淀中(去脂肪去脂肪)沉降系数不变沉降系数不变RNase处理,丧失活性处理,丧失活性(蛋白变性)侵染活性更高蛋白变性)侵染活性更高PSTV沉降系数沉降系数710S现在学习的是第5页,共62页定定 义义v 类病毒类病毒是一个裸露的闭合环状是一个裸露的闭合环状RNA分子,它能感染寄主细胞并在其中分子,它能感染寄主细胞并在其中进行自我复制使寄主产生病症。进行自我复制使
4、寄主产生病症。v 类病毒的分子量小,仅为最小类病毒的分子量小,仅为最小RNA病毒的十分之一,约病毒的十分之一,约10万万Da类病毒是共价闭合的单链环状类病毒是共价闭合的单链环状RNA分子,大小为分子,大小为246-399个核苷酸。所有个核苷酸。所有的类病毒的类病毒RNA没有没有mRNA活性,不编码任何蛋白活性,不编码任何蛋白现在学习的是第6页,共62页马铃薯纺锤形块茎病类病毒马铃薯纺锤形块茎病类病毒 Potato spindle tuber viroid (PSTV)提纯后的提纯后的PSTV在电镜下观察在电镜下观察(脲展层脲展层):长长50nm的棒状的棒状dsRNA分子,由分子,由2个互补的个
5、互补的半体组成,一个含半体组成,一个含179个核苷酸,另一个个核苷酸,另一个含含180个核苷酸,两者间有个核苷酸,两者间有70%的碱基以的碱基以氢键方式结合,形成氢键方式结合,形成122个碱基对,整个个碱基对,整个棒状结构中有棒状结构中有27个内环,最大的螺旋含个内环,最大的螺旋含8个碱基对,最大的内环含有个碱基对,最大的内环含有12个核苷酸。个核苷酸。现在学习的是第7页,共62页PSTV的结构的结构现在学习的是第8页,共62页类病毒的分类类病毒的分类目前目前ICTV公布的类病毒有公布的类病毒有27种,分为种,分为2个个科、科、7个属:个属:1、马铃薯纺锤形块茎类病毒科、马铃薯纺锤形块茎类病毒
6、科 5属属2、 鳄梨白斑类病毒科鳄梨白斑类病毒科 2属属现在学习的是第9页,共62页类病毒病诊断和鉴定类病毒病诊断和鉴定Kochs postulates1、在病体中找不到细胞和体细胞的致病因子,在病体中找不到细胞和体细胞的致病因子,可机械摩擦或昆虫媒介传染可机械摩擦或昆虫媒介传染2、检测小分子核酸、检测小分子核酸5S7S,区别于植物的区别于植物的RNA PAGE PAGE 浓度浓度5%5%、10%10%、20%20% ( (一般病毒一般病毒2%2%)3、接种、接种 电泳带酚抽提液接种敏感寄主电泳带酚抽提液接种敏感寄主4、提纯、提纯现在学习的是第10页,共62页生产实际诊断的几种方法生产实际诊断
7、的几种方法1、指示植物、指示植物2、凝胶电泳、凝胶电泳 (应用广,但手续复杂)(应用广,但手续复杂)3、互补、互补DNA (精确,适用)(精确,适用) 分子杂交,有已知类病毒分子杂交,有已知类病毒RNARNA现在学习的是第11页,共62页 (RNA)乙醇乙醇(各种各种RNA)DNaseSDS 酚酚LiCl大分子大分子RNAbuffer酚、酚、SDS冷乙醇冷乙醇破坏寄主破坏寄主DNA去酶去酶蛋白蛋白现在学习的是第12页,共62页类病毒致病性机理类病毒致病性机理类病毒类病毒RNA分子直接干扰寄主细胞的分子直接干扰寄主细胞的核酸代谢核酸代谢类病毒也能结合到前类病毒也能结合到前mRNA的识别位点上,的
8、识别位点上,干干扰扰mRNA的加工的加工类病毒的类病毒的+RNA 和和-RNA还能作为寄主基因组还能作为寄主基因组DNA模板的竞争者模板的竞争者,与依赖于,与依赖于DNA的的RNA聚聚合酶合酶结合,使之指导类病毒的复制,结合,使之指导类病毒的复制,破坏了破坏了mRNA的合成的合成。现在学习的是第13页,共62页类病毒复制类病毒复制类病毒的遗传信息不足以编码任何复制酶类病毒的遗传信息不足以编码任何复制酶健康植物中含两种类型的健康植物中含两种类型的RNA合成系统:合成系统:1、依赖于、依赖于DNA的的RNA聚合酶聚合酶、 和和2、依赖于、依赖于RNA的的RNA聚合酶聚合酶v 类病毒类病毒RNA在分
9、子内的高度碱基配对和在分子内的高度碱基配对和G:C含含量,使其非常象量,使其非常象DNA分子,寄主的分子,寄主的依赖于依赖于DNA的的RNA聚合酶可能以其作模板合成类病毒的聚合酶可能以其作模板合成类病毒的RNA现在学习的是第14页,共62页类病毒复制的滚环理论:类病毒复制的滚环理论: + RNA -RNA寡聚物寡聚物 +RNA寡聚物寡聚物裂解成裂解成+RNA单位长单位长度的线状分子度的线状分子共价闭合环共价闭合环状分子状分子类病毒前体类病毒前体末端修饰末端修饰现在学习的是第15页,共62页现在学习的是第16页,共62页环状类病毒进入宿主细胞后:环状类病毒进入宿主细胞后:首先以首先以(+)链类病
10、毒为模板转录生成多个单位长度的链类病毒为模板转录生成多个单位长度的(-)链复制中间体链复制中间体,其,其有两种可能的命运:有两种可能的命运:先被切割,再环化:先被切割,再环化:(-)链复制中间体链复制中间体先被切割先被切割生成单位长度的线状生成单位长度的线状(-)链链分子,再自我分子,再自我环化环化,然后以环化,然后以环化(-)链为模板转录出多个单位长度的链为模板转录出多个单位长度的(+)链复制中间体,再进一步链复制中间体,再进一步修饰和连接修饰和连接,形成具有感染性的单体环化,形成具有感染性的单体环化的类病毒分子;的类病毒分子;先转录,再被切割修饰:先转录,再被切割修饰:多个单位长度的多个单
11、位长度的(-)链复制中间体直接转录生链复制中间体直接转录生成成(+)链复制中间体的模板,然后剪接修饰。链复制中间体的模板,然后剪接修饰。v鳄梨白斑类病毒鳄梨白斑类病毒ASBVd(+)链和链和(-)链复制中间体中均发现有锤头样链复制中间体中均发现有锤头样核酶结构,因此推测核酶结构,因此推测ASBVd可能是采取第一种复制途径,而可能是采取第一种复制途径,而PSTVd可能是利用第二种复制途径。可能是利用第二种复制途径。类病毒复制的滚环理论类病毒复制的滚环理论现在学习的是第17页,共62页推测、设想:推测、设想:1、原始生命形态、原始生命形态非生命非生命病毒病毒原始细胞原始细胞2、起源于寄主核酸、起源
12、于寄主核酸存在于细胞核,与寄主核酸同源性高存在于细胞核,与寄主核酸同源性高3、起源于病毒核酸、起源于病毒核酸缺失编码外壳蛋白的基因,缺失编码外壳蛋白的基因,RNA噬菌体核酸复制噬菌体核酸复制现在学习的是第18页,共62页类病毒病的防治类病毒病的防治1、综合防治、综合防治 避病、防侵染、培育无病种苗、避病、防侵染、培育无病种苗、 防治传播介体防治传播介体2、抗病品种、抗病品种3、药剂:、药剂:微量元素微量元素ZnSO4、H3BO3、CuSO4 等等4、弱毒株保护、弱毒株保护现在学习的是第19页,共62页二、朊病毒二、朊病毒prion 美国动物病毒学家美国动物病毒学家Prusiner1982年研究
13、羊的瘙年研究羊的瘙痒病痒病(Scrapie)病原(病原(核酸酶、蛋白酶、紫外线和其核酸酶、蛋白酶、紫外线和其它化学因子处理它化学因子处理)时发现的一种对人有侵染性的)时发现的一种对人有侵染性的蛋白质颗粒,称为蛋白质颗粒,称为“Prion”(Protein infection的缩写的缩写)或或“Virion”,译为,译为“朊病毒朊病毒”,或,或“毒朊毒朊”。Prusiner1997年因此获诺贝尔生理和医学奖年因此获诺贝尔生理和医学奖 2004年年Prusiner证明证明,将提纯的朊病毒注射到基因工程小鼠将提纯的朊病毒注射到基因工程小鼠的脑中时,可以引起脑病,该项研究发表于的脑中时,可以引起脑病,
14、该项研究发表于2004年年7月月30日日Science。现在学习的是第20页,共62页二、朊病毒二、朊病毒prion人和哺乳动物人和哺乳动物朊病毒病朊病毒病的潜伏期特别长一般为数月乃至数的潜伏期特别长一般为数月乃至数10年时间,病年时间,病程进行缓慢,由朊病毒感染中枢神经系统所产生的病理学特点为:程进行缓慢,由朊病毒感染中枢神经系统所产生的病理学特点为: 神经原、神经轴索、星状细胞、树枝细胞呈进行性神经原、神经轴索、星状细胞、树枝细胞呈进行性空泡化空泡化 神经胶质神经胶质增生增生; 细胞外淀粉样变性细胞外淀粉样变性蛋白沉积蛋白沉积,形成光镜下可见的病理学特征,形成光镜下可见的病理学特征 如羊搔
15、痒病呈现羊搔痒病相关纤丝如羊搔痒病呈现羊搔痒病相关纤丝(scrapic-associated fibril,SAF)CJD则表现为淀粉样蛋白斑则表现为淀粉样蛋白斑(amyloid plaque),其实质均为传染性朊病毒蛋白,其实质均为传染性朊病毒蛋白的团块。的团块。现在学习的是第21页,共62页现在学习的是第22页,共62页朊病毒在电镜下呈杆状颗粒,直径25nm,长100-200nm(一般为125-150nm),杆状颗粒不单独存在,总是呈丛状排列,其大小和形状不一,有的丛含有多达100个杆状颗粒。朊病毒蛋白朊病毒蛋白(PrP)是由一种分子量为是由一种分子量为33-35kD的正常细胞蛋的正常细胞
16、蛋白白prpc发生构型转变形成的,由于它类似于羊搔痒因子,发生构型转变形成的,由于它类似于羊搔痒因子,故又称为故又称为prpsc 。朊病毒蛋白朊病毒蛋白(prion protein, PrP)现在学习的是第23页,共62页 prpsc是是prpc 的异构体,的异构体,2者的一级结构和分子量大小完全者的一级结构和分子量大小完全相同。相同。prpsc在蛋白酶解作用下切去在蛋白酶解作用下切去N端序列,可生成端序列,可生成prpsc 27-30kD。 prpsc 27-30kD是一种蛋白酶抗性蛋白是一种蛋白酶抗性蛋白(proteinase-resistant protein),该蛋白能够聚合成电镜下可
17、见的棒,该蛋白能够聚合成电镜下可见的棒状淀粉样蛋白。状淀粉样蛋白。 正常的正常的prpc与与prpsc之间在构型上的差异主要表现为之间在构型上的差异主要表现为螺螺旋含量减少,旋含量减少,折叠的含量增加。折叠的含量增加。朊病毒蛋白朊病毒蛋白(Prion protein, PrP)现在学习的是第24页,共62页朊病毒蛋白朊病毒蛋白(Prion protein, PrP)现在学习的是第25页,共62页 侵染性的朊病毒的单体含有侵染性的朊病毒的单体含有3 3个或少于个或少于3 3个个prp 分子,而分子,而杆丛聚合体可能含多到杆丛聚合体可能含多到10105 5个个prpprp分子,其半感染剂量分子,其
18、半感染剂量(ID(ID5050) )介于介于10-10010-100个杆状体。个杆状体。 朊病毒的分子量为朊病毒的分子量为27-30 kDa27-30 kDa。提纯的朊病毒用刚果红。提纯的朊病毒用刚果红染色,在光学显微镜下可看到许多无定形结构,大小为染色,在光学显微镜下可看到许多无定形结构,大小为1-20m1-20m。 PrpPrp具两种形式具两种形式prpprpc c 和和prpprpscsc。来源于同一个基因,宿主。来源于同一个基因,宿主染色体基因编码,人的染色体基因编码,人的prpprp基因定位于基因定位于2020号染色体的短号染色体的短臂上。臂上。朊病毒蛋白朊病毒蛋白(Prion pr
19、otein, PrP)现在学习的是第26页,共62页 prpc是一种细胞膜结合的糖蛋白,但通过膜内陷可进入细胞内是一种细胞膜结合的糖蛋白,但通过膜内陷可进入细胞内,通常位于细胞内的,通常位于细胞内的prpc是可溶性蛋白。是可溶性蛋白。 在神经系统中的可能作用:在神经系统中的可能作用: v 参与神经系统功能的维持参与神经系统功能的维持 v 通过通过抗氧化抗氧化途径而保护神经系统细胞免受氧化损伤,途径而保护神经系统细胞免受氧化损伤,PrPc通过通过与铜原子形成复合物而发挥抗氧化活性与铜原子形成复合物而发挥抗氧化活性 参与淋巴细胞的信号转导参与淋巴细胞的信号转导 参与核酸代谢参与核酸代谢 PrPC可
20、能可能具有调整程序细胞死亡的功能具有调整程序细胞死亡的功能PrPc的生理功能的生理功能 现在学习的是第27页,共62页PrP2730是羊搔痒症致病因子证据是羊搔痒症致病因子证据1、核酸酶、蛋白酶、紫外线和其它化学、核酸酶、蛋白酶、紫外线和其它化学 因子处理因子处理2、用生化方法与搔痒因子共纯化,其浓、用生化方法与搔痒因子共纯化,其浓 度与传染力在正相关度与传染力在正相关3、 PrP2730的分解动力学与传染性相同的分解动力学与传染性相同4、亲和层析纯化的、亲和层析纯化的PrP2730具有传染性具有传染性5、用中和抗体中和用中和抗体中和PrP2730其传染性消失其传染性消失现在学习的是第28页,
21、共62页- -+ +溶于非变性洗涤剂溶于非变性洗涤剂+ +- -与特异的抗体反应与特异的抗体反应不释放不释放可从膜释放可从膜释放依赖依赖GPIGPI(糖基磷酸肌醇)附着(糖基磷酸肌醇)附着细胞膜细胞膜-(-(部分耐受部分耐受) )+ +蛋白酶消化蛋白酶消化prpprpsc scprpprpc c性性 状状Prp 构型变化导致蛋白质性质变化构型变化导致蛋白质性质变化v prp功能:功能: 学习和长期记忆的保持所必须学习和长期记忆的保持所必须 CJD、GSS痴呆痴呆这些功能的丧失这些功能的丧失现在学习的是第29页,共62页朊病毒蛋白的传染过程朊病毒蛋白的传染过程 少量少量PrPSc与细胞与细胞Pr
22、Pc结合后,以结合后,以PrPSc为模板,使为模板,使PrPc发生明显的构象改变而转变为发生明显的构象改变而转变为PrPSc; PrPSc传染扩增,最后使传染扩增,最后使PrPc全部转变成不溶性的全部转变成不溶性的PrPSc;脑组织形成淀粉样斑块直至死亡;脑组织形成淀粉样斑块直至死亡; PrPc转变成转变成PrPSc后造成后造成,使得:,使得: 神经细胞神经细胞SOD酶活性下降,从而对超氧化物等所造酶活性下降,从而对超氧化物等所造 成成的氧化损伤的敏感性增加的氧化损伤的敏感性增加 神经细胞对高谷氨酸和高铜毒性的敏感性增加,综合导致神经细胞对高谷氨酸和高铜毒性的敏感性增加,综合导致神经细胞死亡变
23、性神经细胞死亡变性 现在学习的是第30页,共62页PrP c分子(圆圈左侧)与分子(圆圈左侧)与PrPSc分子(圆圈右侧)相互分子(圆圈右侧)相互作用,并转化为后者的循环作用,并转化为后者的循环过程。过程。PrPSc分子通过形成长纤维(右分子通过形成长纤维(右)的方式破坏正常的脑组织()的方式破坏正常的脑组织(左)。左)。 2005/4/22cell 传染过程传染过程PrPcPrPsc现在学习的是第31页,共62页朊病毒蛋白质的构象转变假说朊病毒蛋白质的构象转变假说1、“种子种子”模型模型 2、重折叠模式、重折叠模式 1、“种子种子”模型模型 prpsc 充当充当“种子种子”, prpc单体构
24、象比单体构象比prpsc更稳定更稳定 在没有在没有“种子种子”存在时,固有的存在时,固有的PrPC和极少量和极少量PrPsc单体之间发生快单体之间发生快速的可逆性构象变化。速的可逆性构象变化。 当当条件适宜条件适宜时,时,PrPsc分子之间可互补缔合而变得稳定。从而使平分子之间可互补缔合而变得稳定。从而使平衡式向衡式向PrPsc方向反应,直至形成一稳定的方向反应,直至形成一稳定的“种子种子”。 这个这个“种子种子”可通过互相粘着而继续生长,最后碎裂成小的感染可通过互相粘着而继续生长,最后碎裂成小的感染单位。单位。 此模式能解释经脑内潜育后才发病的朊病毒疾病。已有科学实验支持此模式能解释经脑内潜
25、育后才发病的朊病毒疾病。已有科学实验支持。2、重折叠模式、重折叠模式 模板介导的转换过程模板介导的转换过程 依靠催化依靠催化PrPc或一个不稳定的中间体的重排来提高转换,以形成或一个不稳定的中间体的重排来提高转换,以形成更更稳定的稳定的PrPsc构象构象。 能解释由于点突变而引起的遗传性朊病毒病。点突变的发生增加了不稳能解释由于点突变而引起的遗传性朊病毒病。点突变的发生增加了不稳定的中间分子的数量,同时加快它转换成定的中间分子的数量,同时加快它转换成PrPsc的速率。的速率。 但此模型还无科学实验支持。但此模型还无科学实验支持。现在学习的是第32页,共62页 科学家首次观察到朊病毒入侵脑细胞的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 病毒感染 因子
限制150内