動物病毒的分類及常見病毒的分子結(jié)構(gòu)

1、整理課件l 第一節(jié)第一節(jié) 動物病毒的分類動物病毒的分類 一、概述一、概述 根據(jù)國際病毒分類委員會(ICTV) 1995年的第六次報告，現(xiàn)在已知的病毒有3600多種，它們分別屬于71個病毒科中，其中動物病毒(包括脊椎動物病毒和無脊椎動物病毒)有2000余種，分屬27個病毒科，而且可以肯定還有許多未被發(fā)現(xiàn)的新的動物病毒存在，或者還有新的病毒即將產(chǎn)生。整理課件 病毒分類不僅有利于對已知病毒的認識和研究，促進對未知新病毒的發(fā)現(xiàn)，而且有助于對病毒的利用以及對病毒病的控制。例如我們可以根據(jù)同科或同屬病毒之間共同抗原的存在，利用同科異屬或同屬異種的病毒進行免疫預(yù)防。應(yīng)用牛痘苗預(yù)防人的天花就是一例，雖在當時僅

2、僅是一種偶然的發(fā)現(xiàn)。應(yīng)用鴿痘病毒預(yù)防雞痘，應(yīng)用火雞皰疹病毒預(yù)防雞的馬立克氏病(也是一種皰疹病毒性疾病)，用豬呼吸道冠狀病毒（PRCV）疫苗預(yù)防TGEV, 也都是這方面的明顯例子。整理課件 一個理想的動物病毒分類方案，既要反映病毒之間的內(nèi)在聯(lián)系，又能被廣大病毒工作者所接受，也就是說，應(yīng)在著重依據(jù)病毒本身特性的同時，相應(yīng)考慮使用時的方便，要有利于人們了解和研究病毒的本質(zhì)，有利于人們利用和開發(fā)病毒以及開展病毒性疾病的預(yù)防、診斷和治療。這也是1966年7月在莫斯科召開的第九屆國際微生物學會議上專門成立國際病毒命名委員會(簡稱ICNV，1973年后改稱國際病毒分類委員會，簡稱ICTV)的原因，ICTV的

3、任務(wù)是建立適合所有病毒通用的分類系統(tǒng)，以便統(tǒng)一協(xié)調(diào)病毒的分類和命名。整理課件l二、病毒分類和命名的規(guī)則二、病毒分類和命名的規(guī)則1.病毒的分類規(guī)則lICTV的分類規(guī)則以病毒的基本特性為依據(jù)，這些特性概括起來包括以下幾個方面。l(1) 病毒的形態(tài)學： 病毒粒子的大小和形狀，呈球形、子彈狀、磚形、卵形或桿狀、絲狀還是多形態(tài)；有無表面纖突及纖突的特征；有無囊膜；衣殼對稱型和結(jié)構(gòu)、立體對稱、螺旋對稱、還是復(fù)合對稱；立體對稱病毒粒子的殼粒數(shù)目或螺旋對稱病毒的核衣殼直徑。整理課件l(2) 理化學特性： 病毒粒子的分子量、浮密度、沉降系數(shù)，對酸堿(pH)的穩(wěn)定性，對熱的穩(wěn)定性，對兩價離子(Mg+和Mn+)的穩(wěn)

4、定性，對脂溶劑(乙醚或氯仿)的穩(wěn)定性，對去污劑的穩(wěn)定性，對幅射的穩(wěn)定性。l(3) 基因組： 核酸類型(DNA或RNA)；基因組大小(kb)；是單股還是雙股、線狀還是環(huán)狀；正義、負義或雙義；是整個的還是分節(jié)段的，節(jié)段的大小和數(shù)目；核酸的序列或部分序列，是否具有重復(fù)序列，是否有同聚物，G+C含量；5端帽的存在與否和類型，5端共價結(jié)合蛋白存在與否，3端多聚A尾的存在與否。整理課件l (4) 基因組組成和復(fù)制策略，開放閱讀框架的數(shù)目和位置，轉(zhuǎn)錄特征，翻譯特征，翻譯后加工特征。l (5) 蛋白質(zhì)： 結(jié)構(gòu)蛋白的數(shù)目、大小和功能活性，非結(jié)構(gòu)蛋白的數(shù)目、大小和功能活性；蛋白質(zhì)的特殊功能活性，尤其是轉(zhuǎn)錄酶、反轉(zhuǎn)

5、錄酶、血凝素、神經(jīng)氨酸酶和融合特性；氨基酸序列或部分序列，糖基化、磷酸化、豆寇酸化的程度；表位圖譜。l(6) 脂質(zhì)含量和特性；糖類含量和特性。整理課件l(7) 在細胞培養(yǎng)中的生長特性： 包括對細胞種類的特異性，病毒蛋白的聚集場所，病毒粒子的裝配場所，病毒粒子成熟和釋放的部位和性質(zhì)。l(8) 抗原性： 與其它相關(guān)病毒的血清學關(guān)系。l(9) 生物學特性： 包括自然宿主范圍，傳播方式，傳播載體，地理分布，致病性及與疾病的關(guān)系；組織嗜性，病理學和組織病理學。整理課件l2.病毒的命名規(guī)則 一般規(guī)則(1) 病毒的分類和命名應(yīng)是國際性的，應(yīng)普遍適用于所有病毒。(2) 通用的病毒分類系統(tǒng)采用目、科、亞科、屬和

6、種的等級制度，在種的命名尚不完善的情況下，許多病毒可用國際通用的俗名。(3) ICTV不統(tǒng)一規(guī)定病毒種以下的分類和命名。關(guān)于血清型、基因型、病毒株、變異株等的命名由公認的國際專家組決定。(4) 對人工產(chǎn)生的病毒和實驗室雜交株不予分類考慮，這些病毒的命名也同樣由公認的國際專家組決定。(5) 當代表成員病毒經(jīng)過充分鑒定并在發(fā)表的文獻上描述后，才能建立一個類，以便與相似的類區(qū)別。同樣，命名一個病毒時，該病毒必須經(jīng)過充分鑒定并在文獻上發(fā)表以明確區(qū)別于相似的病毒。整理課件關(guān)于類和病毒的命名規(guī)則l (6) 現(xiàn)有的類和病毒的名稱無論是否適用均應(yīng)予保留。l (7) 在類和病毒的命名中不遵守優(yōu)先率。l (8)

7、不使用人名。l (9) 類和病毒的名稱應(yīng)便于使用，容易記憶，最好使用聽起來悅耳的名稱。l (10) 不使用下標、上標、連字符、斜杠和希臘字母。l (11) 新名稱不應(yīng)與已通過的名稱有重復(fù)，應(yīng)選用與正在使用的或過去使用的名稱不相近的名稱。整理課件l (12) 如果縮拼詞對病毒學家有意義，且得到公認的國際專家組的推薦，可以接受作為類的名稱。l (13) 由一個類或病毒的名稱所隱含的任何意義都會因在名稱中涉及不是所有成員或潛在成員所具有的特征以及不是均等地適用于不同類的特征而排斥該類中的合適成員病毒，這種情況應(yīng)當避免。l (14) 新名的選用應(yīng)考慮國家或民族敏感性問題。應(yīng)采用那些被病毒學家在科學雜志

8、上發(fā)表的工作中常用的名稱及其衍生名稱應(yīng)作為命名的基礎(chǔ)，此時可不必考慮國家來源；在有一個以上的候選名稱時，相應(yīng)的研究組或分委員會向ICTV執(zhí)行委員會提出建議，由執(zhí)行委員會決定取哪一個名稱。整理課件l(15) 新的名稱和名稱的變更應(yīng)以分類建議格式提交ICTV。l(16) 病毒種是組成一個復(fù)制系并占有一個特定生態(tài)環(huán)境的一類多原則病毒。l(17) 種名應(yīng)由少而實用的字組成。l(18) 種名，通常與株名一起，必須表示明確的特征，不涉及屬名或科名。l(19) 已經(jīng)廣泛應(yīng)用的數(shù)字、字母及其組合可用作種名性質(zhì)形容詞。但新提出的連續(xù)數(shù)字、字母或其組合不單獨接受作為種名性質(zhì)形容詞。l(20) ICTV通過新提議的

9、種、種名和型名的程序分兩步：首先，給予暫時性通過，這樣的建議將發(fā)表在ICTV報告中；然后，經(jīng)過三年的等候期，如果不撤銷或修正，該建議將得到最后通過。整理課件l關(guān)于屬的規(guī)則關(guān)于屬的規(guī)則(21) 屬是一組具有某些共同特性的種。(22) 屬名應(yīng)是一個以“virus”結(jié)尾的單詞。(23) 通過一個屬名的同時需通過一個代表種。l關(guān)于亞科的規(guī)則關(guān)于亞科的規(guī)則(24) 亞科是一組具有某些共同特性的屬。只有當需要處理復(fù)雜等級結(jié)構(gòu)問題時才使用亞科。(25) 亞科名應(yīng)是一個以“virinae”結(jié)尾的單詞。整理課件l關(guān)于科的規(guī)則關(guān)于科的規(guī)則 (26) 科是一組具有某些共同特性的屬(不管這些屬是否組成了亞科)。 (2

10、7) 科名應(yīng)是一個以“viridae”結(jié)尾的單詞。l(28) 通過一個科名的同時需通過一個屬名。l關(guān)于目的規(guī)則關(guān)于目的規(guī)則 (29) 目是一個具有某些共同特性的屬。 (30) 目名應(yīng)是一個以“virales”結(jié)尾的單詞。整理課件l三、動物病毒的基本類型三、動物病毒的基本類型 根據(jù)病毒核酸及其轉(zhuǎn)錄和復(fù)制方式，可將動物病毒分為下述7個基本類型。l第一類病毒是具有雙鏈DNA(dsDNA)基因的病毒，包括痘病毒以及乳多空病毒、腺病毒和皰疹病毒等。 其中只痘病毒DNA轉(zhuǎn)錄mRNA的依賴DNA的RNA聚合酶(即轉(zhuǎn)錄酶)緊密結(jié)合于病毒粒子的核心上，其他三類者可能都是利用宿主細胞的轉(zhuǎn)錄酶。 整理課件l 痘病毒

11、的脫殼過程分為兩個步驟：首先是脫除外膜，露出類核體核心，核心內(nèi)的轉(zhuǎn)錄酶此時開始活化，轉(zhuǎn)錄出早期mRNA；隨后則是核心的進一步脫蛋白，使病毒DNA游離出來。早期mRNA合成蛋白，包括胸苷激酶、DNA聚合酶和DNA酶等酶類以及可在成熟病毒粒子中發(fā)現(xiàn)的其他一些蛋白質(zhì)，但病毒結(jié)構(gòu)蛋白大多是晚期產(chǎn)生的，亦即是晚期mRNA的譯制產(chǎn)物。整理課件l 乳多空病毒、腺病毒和皰疹病毒都在胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄mRNA。mRNA在產(chǎn)生后立即離開胞核，進入胞漿，并與核糖體結(jié)合，形成聚核糖體。皰疹病毒的早期和晚期轉(zhuǎn)錄沒有明顯界線，其所譯制的蛋白質(zhì)也無明顯的早、晚期之分。但乳多空病毒和腺病毒的結(jié)構(gòu)蛋白都是晚期蛋白，產(chǎn)生于病毒DNA復(fù)制

12、之后。其早期蛋白也是一些酶類和少數(shù)非結(jié)構(gòu)蛋白。整理課件 這類病毒的DNA復(fù)制按模板方式進行，呈半保留型。首先，聯(lián)結(jié)雙鏈的氫鍵斷開，變?yōu)閮蓷l單鏈。兩條單鏈中的每個堿基通過互補方式，各自形成一條新鏈。這樣，子代的雙鏈中各有一條來自母代原來的鏈，即母代的一半被保留下來(見圖4-5)。整理課件整理課件ldsDNA如下：如下：l1、痘病毒科(Poxviridae)l 1.1脊椎動物痘病毒亞科(Chordopoxvirinae) 正痘病毒屬 代表為痘苗病毒； 副痘病毒屬 代表為口瘡病毒； 禽痘病毒屬 代表為雞痘病毒； 山羊痘病毒屬 代表為綿羊痘病毒； 兔痘病毒屬 代表為粘液瘤病毒； 豬痘病毒屬 代表為豬痘

13、病毒； 軟疣痘病毒屬 代表為觸染性軟疣病毒； YATA痘病毒屬 代表為Yaba猴腫瘤病毒1.2昆蟲痘病毒亞科(Entomopoxvirinae) 昆蟲痘病毒A屬 代表為鰓角金龜痘病毒； 昆蟲痘病毒B屬 代表為桑紅緣燈蛾痘病毒； 昆蟲痘病毒C屬 代表為淡黃搖蚊痘病毒；整理課件l2、未確定科 “類非洲豬瘟病毒屬” 代表為非洲豬瘟病毒；l3、虹彩病毒科(Iridoviridae) 虹彩病毒屬 代表為蜈蚣虹彩病毒； 綠彩病毒屬A屬 代表為蚊虹彩病毒； 蛙病毒屬 代表為蛙病毒3型； 淋巴囊腫病毒屬 代表為比目魚病毒； “類金魚病毒1型屬” 代表為金魚病毒1型；l4、桿狀病毒科(Baculoviridae

14、) 核型多角體病毒屬 苜蓿銀紋夜蛾核多角體病毒 顆粒體病毒屬 印度谷螟顆粒體病毒整理課件l5、皰疹病毒科(Herpesviridae) 5.1甲皰疹病毒亞科(Alphaherpesvirinae) 單純皰疹病毒屬 人皰疹病毒1型 水痘病毒屬 人皰疹病毒3型 5.2 乙皰疹病毒亞科(Betaherpesvirinae) 細胞巨化病毒屬 人皰疹病毒5型 鼠巨化病毒屬 鼠細胞巨化病毒1型 玫瑰疹病毒屬 人皰疹病毒6型 5.3丙皰疹病毒亞科(Gammaherpesvirinae) 淋巴隱伏病毒屬 人皰疹病毒4型 蛛猴病毒屬 蛛猴皰疹病毒2型整理課件l皰疹病毒科動物的常見病毒有： 偽狂犬病病毒 馬鼻肺炎

15、病毒 牛傳染性鼻氣管炎病毒 牛潰瘍性乳頭炎病毒 惡性卡他熱病毒 豬包涵體鼻炎病毒 犬皰疹病毒 貓鼻氣管炎病毒 雞馬立克氏病病毒 雞傳染性喉氣管炎病毒 鴨瘟病毒整理課件l6、腺病毒科(Adenoviridae) 哺乳動物腺病毒屬 人腺病毒2型 禽腺病毒屬 雞腺病毒1型l7、乳多空病毒科(Papovaviridae) 多瘤病毒屬 鼠多瘤病毒 乳頭狀瘤病毒屬 兔乳頭狀瘤病毒l8、多DNA病毒科(Polydnaviridae) 姬蜂病毒屬 一種姬蜂病毒 繭蜂病毒屬 一種繭蜂病毒整理課件l 第二類病毒是具有單鏈DNA（ssDNA)基因的病毒。細小病毒為其代表。借助于依賴DNA的DNA聚合酶由單鏈母代DN

16、A復(fù)制出相應(yīng)的單鏈DNA(負鏈)，隨后再由這個雙鏈DNA的負鏈合成子代正鏈DNA。 這類病毒DNA作為模板合成一條相應(yīng)的新鏈。新鏈與老鏈之間以氫鍵聯(lián)結(jié)。新合成的雙鏈DNA中間體再按半保留方式復(fù)制出又一對雙鏈DNA。其中不含母代DNA的新合成雙鏈DNA只能作為轉(zhuǎn)錄mRNA的模板，不能繼續(xù)復(fù)制新的雙鏈DNA。而含有母代DNA的新合成雙鏈DNA，則按保留型方式以雙鏈DNA的負鏈作模板復(fù)制出新的單鏈子代核酸。整理課件l 所謂保留型復(fù)制，是指母代雙鏈DNA在復(fù)制子鏈過程中，一方面產(chǎn)生子鏈，一方面母鏈又重新結(jié)合，結(jié)果在產(chǎn)生的兩個子代中，一個仍是母代原來的雙鏈(見圖4-6)。整理課件lssDNA包括有： 1

17、、圓環(huán)病毒科( Circoviridae ) 圓環(huán)病毒屬 雞傳染性貧血病毒 豬圓環(huán)病毒 2、細小病毒科(Parvoviridae) 2.1細小病毒亞科(Parvovirinae) 細小病毒屬 豬（牛、雞、馬）細小病毒 紅病毒屬 B19病毒 依賴病毒屬 腺聯(lián)病毒1型 2.2濃核病毒亞科(Densovirinae) 濃核病毒屬 鹿眼蛺蝶濃核病毒 ITERA病毒屬 家蠶濃核病毒 CONTRA病毒屬 埃及伊蚊濃核病毒整理課件l第三類病毒是具有雙鏈RNA基因的病毒。呼腸孤病毒、傳染性法氏囊病毒（IBD)為其代表。 這類病毒由其不對稱地轉(zhuǎn)錄出mRNA。病毒核酸由疏松相連的10段雙鏈RNA組成，外被雙層衣殼

18、。脫殼時，病毒粒子的外層衣殼由細胞酶除去，結(jié)果留下內(nèi)層衣殼、雙鏈RNA和依賴RNA的RNA聚合酶，由之轉(zhuǎn)錄出單鏈RNA。單鏈RNA在大小上與各基因組片段相等。母代雙鏈RNA此時完全保留下來。新合成的單鏈RNA大多直接作為mRNA，另一些則作為合成子代RNA的模板，合成相補的RNA鏈，結(jié)果形成一個新的雙鏈RNA。整理課件l dsRNA病毒包括： 1、呼腸孤病毒科(Reoviridae) 正呼腸病毒屬 呼腸病毒3型 環(huán)狀病毒屬 藍舌病毒、非洲馬瘟病毒 輪狀病毒屬 豬輪狀病毒 COLTI病毒屬 科羅拉多蜱傳熱病毒 水生呼腸病毒屬 草魚出血熱病毒 質(zhì)型多角體病毒屬家蠶質(zhì)型多角體病毒1型 2、雙RNA病

19、毒科(Birnaviridae) 水雙RNA病毒屬 傳染性胰臟壞死病毒 禽雙RNA病毒屬 傳染性法氏囊病病毒 昆蟲雙RNA病毒屬 果蠅X病毒整理課件l第四類病毒是具有單鏈RNA基因的病毒。包括小RNA病毒和披膜病毒。 這類病毒母代RNA可以直接呈現(xiàn)mRNA的作用，同時又是合成相補(負鏈)RNA的模板。負鏈RNA又反過來復(fù)制子代RNA。依賴RNA的RNA聚合酶的合成，早于病毒RNA的合成，且不結(jié)合于病毒粒子。 某些負鏈RNA產(chǎn)生既有單鏈RNA又有雙鏈RNA性質(zhì)的中間體，這是由于同時形成大量正鏈的緣故。中間體進而形成完全相同于母代RNA的子代單鏈RNA。子代RNA又呈現(xiàn)mRNA的作用，從而產(chǎn)生更多

20、的病毒蛋白，同時又作為模板，產(chǎn)生更多的中間體，形成子代RNA。 由這些病毒抽提出來的RNA，具有感染性，并且可被腺苷化，在細胞中則可能起mRNA的作用。整理課件lssRNA(+)病毒包括：l 1、小RNA病毒科(Picornaviridae) 腸道病毒屬 豬水皰病病毒、豬傳染性腦脊 髓炎病毒、 鴨肝炎病毒、 雞傳染性腦脊髓炎病毒、 小鼠脊髓灰質(zhì)炎病毒 鼻病毒屬 牛鼻病毒和馬鼻病毒 甲肝病毒屬 人甲型肝炎病毒 心病毒屬 腦心肌炎病毒 口蹄疫病毒屬 口蹄疫病毒O型l 2、杯狀病毒科(Caliciviridae) 杯狀病毒屬 豬水皰疹病毒、貓杯狀病毒、 兔出血癥病毒l 3、星狀病毒科(Astrovi

21、ridae) 4、T4病毒科(Tetraviridae) 整理課件l 5、冠狀病毒科(Coronaviridae) 冠狀病毒屬 I BV、TGEV、PEDV等 凸隆病毒屬 伯爾尼病毒l 6、未確定科 動脈炎病毒屬 馬動脈炎病毒l 7、黃病毒科(Flaviviridae) 黃病毒屬 JEV、火雞腦膜炎病毒 瘟病毒屬 CSFV、牛病毒性腹瀉病毒 “類丙型肝炎病毒屬” 丙型肝炎病毒l 8、披膜病毒科(Togaviridae) 甲病毒屬 東（西）方型馬腦炎病毒、蓋他病毒 風疹病毒屬 風疹病毒 動脈炎病毒屬 馬動脈炎病毒、PRRSV等整理課件l第五類病毒是具有單鏈RNA基因的病毒，這里病毒母代RNA不能

22、直接呈現(xiàn)mRNA的作用。根據(jù)慣例，這種不帶譯制病毒蛋白信息的RNA，稱為負鏈。借助結(jié)合于病毒粒子上的依賴RNA的RNA聚合酶產(chǎn)生正鏈的RNA，后者呈現(xiàn)mRNA的作用。這類病毒包括副粘病毒、彈狀病毒和正粘病毒(流感病毒可能是正粘病毒中唯一具有轉(zhuǎn)錄酶活性的病毒)。沙粒病毒和布尼病毒也屬負鏈病毒。整理課件l 上述病毒的特征是mRNA與病毒RNA相補，即形成與病毒RNA相補的正鏈RNA。正鏈RNA呈現(xiàn)mRNA的作用，或者作為模板產(chǎn)生負鏈子代RNA。其間也可能形成中間體。 病毒螺旋狀核衣殼上結(jié)合有轉(zhuǎn)錄酶。當病毒脫去囊膜后，轉(zhuǎn)錄酶立即合成以RNA為模板的單順反子mRNA。整理課件lssRNA(-)病毒包括

23、： 1、副粘病毒科(Paramyxoviridae) 1.1 副粘病毒亞科(Paramyxovirinae) 副粘病毒屬 人副流感病毒1型、 雞新城疫病毒 麻疹病毒屬 麻疹病毒、犬瘟熱病毒 腮腺炎病毒屬 腮腺炎病毒 1.2 肺病毒亞科(Pneumovirinae) 肺病毒屬 人呼吸道合胞體病毒 2、彈狀病毒科(Rhabdoviridae) 水泡病毒屬 水泡性口炎病毒 狂犬病毒屬 狂犬病病毒 暫時熱病毒屬 牛暫時熱病毒 3、絲狀病毒科(Filoviridae) 絲狀病毒屬 馬爾堡病毒整理課件l 4、正粘病毒科(Orthomyxoviridae) 甲/乙型流感病毒屬 甲型流感病毒 丙型流感病毒屬

24、丙型流感病毒 “類托高土病毒屬” 托高土病毒l 5、布尼病毒科(Bunyaviridae) 布尼病毒屬 布尼安威拉病毒 漢塔病毒屬 流行性出血熱病毒 內(nèi)羅病毒屬 內(nèi)羅畢綿羊病病毒 白蛉熱病毒屬 西西里白蛉熱病毒l 6、沙粒病毒科(Arenaviridae) 沙粒病毒屬 淋巴脈絡(luò)叢腦膜炎病毒整理課件l 第六類病毒是具有單鏈RNA基因的病毒，包括白血病病毒和勞斯肉瘤病毒等許多反轉(zhuǎn)錄病毒。 這類病毒在復(fù)制過程中，以病毒RNA為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，反轉(zhuǎn)錄生成雙鏈DNA中間體，雙鏈DNA整合于細胞基因組DNA中。子代RNA由整合的病毒DNA轉(zhuǎn) 錄而來。母代和子代RNA都能呈現(xiàn)mRNA的作用。整理課

25、件lRNA反轉(zhuǎn)錄病毒： 反轉(zhuǎn)錄病毒科(Retroviridae) “哺乳動物B型反轉(zhuǎn)錄病毒屬” 小鼠乳腺瘤病毒 “哺乳動物C型反轉(zhuǎn)錄病毒屬” 鼠白血病病毒 “禽C型反轉(zhuǎn)錄病毒屬” 禽白血病病毒毒 “D型反轉(zhuǎn)錄病毒屬” Mason-Pfizer猴病毒 “BLV-HTLV反轉(zhuǎn)錄病毒屬” 牛白血病病毒 慢病毒屬 人免疫缺陷病毒1型 泡沫病毒屬 人泡沫病毒整理課件l附：附：DNA反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒： 嗜肝病毒科(Hepadnaviridae) 正嗜肝DNA病毒屬 乙型肝炎病毒 禽嗜肝DNA病毒屬 鴨乙型肝炎病毒整理課件l第七類病毒是具有雙鏈環(huán)狀DNA基因的病毒，其中含有部分單鏈區(qū)，單鏈區(qū)長度不等，短

26、鏈為正鏈，長度為整個基因組長度(3.2kb)的50%100%，如嗜肝DNA病毒。 這類病毒復(fù)制時首先經(jīng)補鏈作用成為共價閉環(huán)的雙鏈DNA，在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄出RNA，其中有前基因組RNA，作為復(fù)制的模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成DNA(-)鏈，RNA隨之被RNaseH降解，再以負鏈為模板合成正鏈DNA。整理課件l一乙腦病毒的基因組結(jié)構(gòu)一乙腦病毒的基因組結(jié)構(gòu)l1.1 病毒的結(jié)構(gòu)：病毒的結(jié)構(gòu)： JEV病毒顆粒為球形，有包膜，12面立體對稱結(jié)構(gòu)，直徑約40nm；與所有的黃病毒一樣，JEV由脂蛋白外膜包裹著核心蛋白和llkb的單股正鏈RNA，其基因組包括5和3非編碼區(qū)，單一閱讀框編碼3種結(jié)構(gòu)蛋白：衣殼蛋白(C)、膜M蛋白(

27、M)和外膜糖蛋 白 ( E ) ， 以 及 7 種 非 結(jié) 構(gòu) 蛋 白(NS1NS5)。整理課件l病毒的結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白: 蛋白質(zhì)是病毒的另一類主要成分，包括結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。 結(jié)構(gòu)蛋白是指構(gòu)成一個形態(tài)成熟的有感染性的病毒顆粒所必需的蛋白質(zhì)，包括殼體蛋白、包膜蛋白和毒粒酶等。 病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白是指由病毒基因組編碼的，在病毒復(fù)制或基因表達調(diào)控過程中具有一定功能，但不結(jié)合于病毒顆粒中的蛋白質(zhì)。整理課件l其中C蛋白可以保護基因組免受核酸酶及其它因素的破壞；M蛋白參與病毒囊膜的構(gòu)成并與病毒感染性有關(guān)；E蛋白有較多的部分游離于跨膜區(qū)外，構(gòu)成了JEV病毒顆粒表面突出物，E蛋白是病毒的主要抗原成分，

28、具有刺激機體產(chǎn)生特異性中和抗體和凝集紅細胞（即血凝素）的活性。一般認為它是病毒受體的結(jié)合蛋白，并介導(dǎo)膜融合和細胞穿入。很多證據(jù)表明E蛋白在病毒毒力中起重要作用，該蛋白有些關(guān)鍵的單一氨基酸的替代就可引起神經(jīng)毒力和侵襲力喪失。M蛋白和C蛋白雖然也有抗原性，但在病毒分類及病毒致病機制等方面不起主要作用。整理課件l1.2 病毒基因組的結(jié)構(gòu): JEV病毒整個基因組由5端非編碼區(qū)（5-NCR）和一個幾乎跨越整個基因組的單一開放閱讀框（ORF）和3 端非編碼（3-NCR）構(gòu)成，無亞基因組結(jié)構(gòu)。ORF大小約10.3Kb, 編碼3個結(jié)構(gòu)蛋白：C蛋白（衣殼/核心蛋白）、PrM/M（膜前體蛋白/膜蛋白）和E蛋白（囊

29、膜糖蛋白）以及7個非結(jié)構(gòu)蛋白（NSl、NS2a、NS2b、NS3、NS4a、NS4b、NS5）.各基因在基因組上的排列為: 5-C-PrM/M-E-NSl-NS2a-NS2b-NS3-NS4a-NS4b-NS5-3,它們之間無重疊(如下圖所示), JEV病毒本身具有感染性,其基因組能夠作為合成蛋白質(zhì)的mRNA。整理課件整理課件l JEV基因組cDNA的核苷酸序列分析表明：病毒基因組RNA只含有一個長的開放讀碼框架(ORF）,除去 5末端的95個核苷酸和3末端585個核苷酸為非編碼區(qū)外, 從位于基因組5末端第96位的蛋白翻譯起始密碼子AUG開始形成一個含有10296個核苷酸，編碼容量為3432個

30、氨基酸的ORF。 整理課件l JEV病毒基因組RNA分子的5末端由一I型帽子結(jié)構(gòu)，即m7G(5)ppp(5)ApUp, 其中與5, 5-三磷酸基團相連的腺嘌呤核苷酸上的核糖未被甲基化。病毒RNA分子的3末端為CUOH，不含多聚腺苷酸(polyA)尾。在病毒RNA分子的3末端由90個核苷酸組成的二級結(jié)構(gòu)區(qū)域的上游，有3個十分保守的區(qū)域，即CS1（含有26個核苷酸）和兩個CS2（含有24個核苷酸），這個發(fā)夾結(jié)構(gòu)可能是病毒編碼的復(fù)制酶特異性識別和結(jié)合的部位，具有啟動子樣的功能,在病毒RNA的復(fù)制和包裝中可能起重要作用。整理課件l分子流行病學研究表明: JEV病毒可分為多個基因型， 一般情況下, 同一

31、地區(qū)流行的病毒株多屬于相同的基因型, 且基因組核酸序列的同源性相對較高, JEV病毒的基因型分布具有流行病學意義。整理課件l1.3 病毒結(jié)構(gòu)基因編碼的蛋白: JEV病毒蛋白的合成主要是在宿主細胞的多聚核糖體的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行， 新合成的基因組RNA作為mRNA，從靠近5末端第96位的起始密碼子AUG編碼蛋氨酸（Met,M)開始，首先合成380ku的多聚蛋白分子，該多聚蛋白分子包括了 C、PreM( M)、E、NS1、NS2、NS3、NS4a、NS4b和NS5共十個病毒蛋白。再經(jīng)蛋白水解酶的切割加工，產(chǎn)生病毒的結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。整理課件l 結(jié)構(gòu)蛋白是病毒粒子的主要成分，也是維持形態(tài)結(jié)構(gòu)的主要

32、物質(zhì)，結(jié)構(gòu)蛋白包括衣殼蛋白C、毒粒包膜蛋白M（由PreM切割而來）和E；非結(jié)構(gòu)蛋白則有NS1、NS2a、NS2b、NS3、NS4a、NS4b和NS5 等。盡管尚未證明JEV病毒多聚蛋白分子的存在，但根據(jù)蛋白氨基酸序列的分析可以發(fā)現(xiàn)一整套合理的蛋白酶切位點，現(xiàn)已證實JEV共有7中非結(jié)構(gòu)蛋白，它們是酶或調(diào)節(jié)蛋白，與病毒復(fù)制、生物合成和病毒粒子的組裝和釋放密切相關(guān)，這些切割位點分為以下三類：整理課件 （1）在起始的甲硫氨酸殘基（Met）之后切割，C蛋白的N末端(5)就是在切割Met后形成的。 （2）在絲氨酸殘基（Ser)、丙氨酸殘基(Ala)或其它側(cè)短鏈的的氨基酸殘之后切割， 這個切割過程可能由宿主

33、細胞內(nèi)質(zhì)內(nèi)膜信號酶來完成，在多聚蛋白前體分子的翻譯過程中,核殼蛋白C、PreM、E和NS1利用其一系列的疏水性片段識別并插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，逐個完成切割過程。 （3）在兩個堿性氨酸殘基之后進行切割，這可能由病毒編碼的酶或宿主高爾基體的酶類來完成的，這種切割方式可能涉及NS3和NS5蛋白及屬于晚期加工過程的M蛋白的成熟。整理課件l C蛋白： 由136個氨基酸組成，分子量13ku, 位于第一個AUC起始的單一ORF的N 末端，首先由氨肽酶切除大分子前體蛋白第一個甲硫氨酸殘基(Met)形成C蛋白，在合成部位由C端疏水性氨基酸將其暫時固定在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上, 以便裝配成衣殼, 用來包裝基因組。富含賴氨酸(Lys

34、)和精氨酸(Arg)(約23%25%）所帶的正電荷在形成殼體時，所帶的正電荷在裝配形成衣殼時可與基因組相互作用中和核酸所帶的負電荷。整理課件lC蛋白的第3954氨基酸序列在黃病毒中具有保守性，JEV與WNV、 YFV的同源性分別為75%和50%，WNV和YFV的同源性為44%，且該段氨基酸序列具有疏水性。C蛋白的作用是在合成部位由C端疏水性氨基酸將其暫時固定在宿主細胞的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上, 以便裝配成核衣殼包裹基因組, 保護基因組免受核酸酶或其它因素的破壞。整理課件lM 蛋白蛋白： 是第二個被編碼的蛋白, 由75個氨基酸組成，分子量約8.5ku, 該蛋白存在于成熟的病毒粒子中，是在病毒粒子成熟的過

35、程中由前體糖蛋白PrM切割而來。PrM帶有N-連接的糖側(cè)鏈, 具有Asn(天冬酰胺）-X-Thr（蘇氨酸）序列的糖基化位點，PrM的C末端是2個Arg殘基, 可能被高爾基體中的細胞蛋白酶識別而催化，使PrM裂解成無糖基的M蛋白，具體的過程還不清楚。在成熟病毒粒子釋放之前PrM與E蛋白形成異二聚體，PrM對E蛋白的正確折疊、定位于膜上和最后的裝配是至關(guān)重要的,與膜結(jié)合以及裝配所必需的,可認為PrM蛋白是一種分子伴侶。M蛋白還協(xié)同E蛋白誘生中和抗體和保護免疫反應(yīng), 也可能具有分類學上的意義。在病毒粒子釋放同時或釋放之前一瞬間，PrM切割形成M蛋白，該切割過程可能由細胞轉(zhuǎn)運小泡內(nèi)的蛋白酶完成。整理課

36、件lM 蛋白是完全疏水的，參與病毒囊膜的構(gòu)成，是病毒囊膜主要結(jié)構(gòu)成分之一, 被包埋在囊膜的脂質(zhì)雙層中,它可能與插入脂雙層的E蛋白完全疏水性C端相互作用，M蛋白對維持E蛋白空間結(jié)構(gòu)是必須的。Takegami等x對其生物學功能進行了研究,認為M蛋白參與病毒的感染過程, PrM是病毒誘發(fā)保護性免疫的重要協(xié)同成份,M 能誘生具有輕度中和作用的抗體。整理課件lE蛋白： 在黃病毒中, E蛋白為JEV主要結(jié)構(gòu)蛋白,得到廣泛的研究，E蛋白的分子量為53kD，含500個氨基酸殘基，富含甘氨酸(Gly)和丙氨酸(Ala)，脯氨酸(Pro)含量最低，不同基因型的毒株，某些氨基酸的含量也不同。目前對E蛋白的一級結(jié)構(gòu)了

37、解較多，已測定N末端氨基酸序列為：Phe（苯丙）-Asn（天冬酰胺）-x-Leu（亮）-Met（蛋）-Gly（甘）-Val（纈）-Phe（苯丙）-Ile(異亮）-。 E蛋白帶有N-連接的糖側(cè)鏈顯示兩性分子的特性，最大的兩性分子區(qū)之一是420455位殘基之間。整理課件l E 是含有高甘露寡糖的糖蛋白，糖基化位點在Asn （天冬酰胺） -X-Ser（絲氨酸）（448450）的Asn上， 該位點在大多數(shù)黃病毒中是保守的。糖側(cè)鏈的存在對病毒蛋白抗原性有重要影響，當病毒基因組翻譯成多肽后，經(jīng)信號肽酶裂解，在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成，裝配成E 多肽骨架，到滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加上糖鏈, 使之形成帶有糖鏈的E蛋白。整理課件l

38、 E蛋白C末端是疏水的，和脂雙層膜疏水基團相互作用于而結(jié)合在囊膜上，然后插入，并包埋在脂雙層膜內(nèi)，成為通透屏障，使病毒外部糖蛋白和內(nèi)部核心成分相互作用, 并維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,帶有高甘露糖寡糖側(cè)鏈的N末端伸出囊膜外組成囊膜子粒的穗狀物（spikes),使病毒具有形態(tài)特征。整理課件l E蛋白是主要囊膜蛋白，也是毒粒表面的重要成分，由它形成抗原決定簇，并參與JEV的許多重要生物學過程，如病毒裝配、結(jié)合受體以及與膜結(jié)合，并且是體外中和作用的主要靶位點和JEV特異性抗體的作用位點。具有血凝活性和中和活性，能和血凝抑制抗體結(jié)合，能剌激機體產(chǎn)生中和抗體，保護機體免受病毒攻擊。與病毒的吸附、穿入、致病和誘導(dǎo)機

39、體宿主的免疫應(yīng)答作用密切相關(guān)，所以人歷來把研究的重點放在蛋白E上，現(xiàn)已深入到高級結(jié)構(gòu)，這將為基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用以及亞單位或基因工程疫苗提供了分子水平的依據(jù)。整理課件l 研究結(jié)果表明：E蛋白上E138和E176位點上氨基酸乙腦的減毒過程中起了重要作用，其中E138的突變引起E蛋白的二級結(jié)構(gòu)的變化，這兩個位點氨基酸突變可能改變了E蛋白對細胞受體的吸附性，或者引起該病毒對其他細胞不可穿透，這兩種機理導(dǎo)致病毒毒力減弱，E蛋白138位點或138和176位點一起對乙腦病毒強毒株在連續(xù)傳代過程中減弱起了關(guān)鍵作用。整理課件l ，高株和中山株不能被51-8McAb所中和， A2株介于兩者之間；用寡核酸指紋圖譜也

40、表明，高株比A2多兩個斑點，但大多數(shù)是一樣 陳伯權(quán)等用多克隆抗體進行分析時，我國分離到的乙腦病毒SA14、P3、A2和高株無明顯差別，與日本分離到的中山株有些差別，用單克隆抗體進行分析，SA14和P3抗原相似 。整理課件lNS1蛋白： 由大約350個氨基酸組成，是一種分泌型糖蛋白, 含高甘露糖寡糖基團，致使NS1蛋白的分子量從40Ku上升到46Ku。但由于在130位和207位存在N-連接糖鏈, 在感染細胞內(nèi)其實際分子量為46ku左右。在哺乳動物細胞的感染過程中NS1蛋白是以膜結(jié)合的微粒子形式從感染細胞釋放的，同時還以可溶性蛋白的形式存在，在感染的細胞表面也存在NS1蛋白。整理課件l Mason

41、等（1987）由大腸桿菌來表達JEV抗原，證實在JEV感染的細胞中NS1蛋白以NS1和NS1兩種形式存在，NS1和NS1在N 末端具有相同的序列，該段序列由基因組的NS2A基因編碼，使NS1蛋白存在于細胞表面成為可能。NS1分子量為40kD，NS1分子量為58ku。由于NS1和NS1存在相同的N末端，故有相同的抗原性和生化特性；NS1是主要的病毒產(chǎn)物，而不是在NS1產(chǎn)生過程中短暫存在的。在細胞培養(yǎng)液中NS1的量大，可能是因為NS1比NS1更有效地分泌到細胞外或NS1在釋放過程中被降解為NS1。NS1蛋白特異性免疫探針與JEV感染細胞結(jié)合結(jié)果，說明分泌于感染細胞表面; 另外，感染細胞還分泌可溶性

42、的NS1。整理課件l Mason等(1987）在TritionX-100存在的情況下通過超速離心發(fā)現(xiàn)NS1蛋白的沉降特征的改變，說明NS1蛋白與膜相互作用結(jié)合在一起。NS1是一種與膜功能相關(guān)的糖蛋白, 其具體功能還不清,但認為參與病毒復(fù)制的早期階段.NS1還可能參與病毒組裝和釋放, 是主要的抗原成分之一, 由于NS1蛋白不組成毒粒, 所以沒有中和活性和血凝活性，但它具有可溶性補體結(jié)合活性，它在感染細胞表面，成為殺傷感染的靶子，因此它可在不出現(xiàn)中和抗體的情況下誘生保護力，即誘生非中和性保護力，且不產(chǎn)生抗體依賴性增強，加之NSI的基因和表型具有高度同源性，因此它可作為具有廣泛作用的亞單位疫苗研制的

43、絕好材料。整理課件l 在JEV感染的單層細胞和細胞液中存在包含NS1和NS1的二聚體，該二聚體耐SDS，但對熱極敏感。Flamand等（1992）用重組桿狀病毒表達NS1，發(fā)現(xiàn)當NS1組合形成二聚體時可與膜相互作用，細胞外的NS1二聚體自由存在或與膜相互作用形成復(fù)合物。Winker等證明NS1以二聚體形式出現(xiàn)是黃病毒感染的一個特點。在感染細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體內(nèi)，NS1和E共同滯留一段時間，這就為NS1在毒粒形成中起一定作用提供了證據(jù)。整理課件lNS2蛋白： JEV非結(jié)構(gòu)蛋白NS2由其基因組NS2區(qū)編碼，NS2蛋白還可被進一步加工成兩個成熟的非結(jié)構(gòu)蛋白NS2a和NS2b， NS2a分子量約為17ku, NS2b約為13ku, 均為疏水性蛋白, 在所有黃病毒中其同源性最低，目前有關(guān)NS2蛋白的功能了解得還不很清楚， NS2蛋白可能與膜功能有關(guān)。整理課件lNS3 蛋白： 分子量為64ku, 非結(jié)構(gòu)蛋白NS3是黃病毒科病毒非結(jié)構(gòu)蛋白中研究的比較多，對其功能也是了解得比較清楚的一種非結(jié)構(gòu)蛋白，其C末端和N末端的氨基酸組成已研究清楚, 具有親水性基團, 它不僅在病毒RNA復(fù)制和多聚蛋白加工過程中具有重要的作用