第九章疾病與人類健康演示文稿

第九章疾病與人類健康演示文稿目前一頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)優(yōu)選第九章疾病與人類健康目前二頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)反轉(zhuǎn)錄病毒（Retrovirus）

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一組含有反轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒目前三頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)9.1反轉(zhuǎn)錄病毒

一、概述二、分類三、反轉(zhuǎn)錄病毒的共同特性四、反轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制五、反轉(zhuǎn)錄病毒基因組DNA的復(fù)制六、反轉(zhuǎn)錄病毒基因組DNA的整合七、反轉(zhuǎn)錄病毒基因組基因的表達(dá)目前四頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)9.1反轉(zhuǎn)錄病毒

一、概述

逆轉(zhuǎn)錄病毒（Retrovirus）、還原病毒、前病毒等。

1908，丹麥科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。

1910-1911，Rous進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了此病毒的存在。

1964，Temin提出前病毒假說。

1970，Temin,Baltimore等發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶。

1975，Temin,Baltimore獲得諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。目前五頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)

二、分類

逆轉(zhuǎn)錄病毒科(Retroviridae)，正逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科(Orthoretrovirinae)，7個(gè)屬。正逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科(Orthoretrovirinae)α逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Alpharetrovirus)β逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Betaretrovirus)γ逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Gammaretrovirus)δ逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Deltaretrovirus)ε逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Epsilonretrovirus)慢病毒屬(Lentivirus)

代表種:HIV-1(Humanimmunodeficiencyvirus1)泡沫逆轉(zhuǎn)錄病毒屬(Spumavirus)

代表種:黑猩猩泡沫病毒(Chimpanzeefoamyvirus;CFV)目前六頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)根據(jù)致病性分為三類：RNA腫瘤病毒亞科

爬蟲類：蛇病毒禽類：Rous肉瘤病毒，禽白血病病毒等哺乳類：鼠肉瘤病毒，鼠白血病毒，鼠乳腺瘤病毒豬肉瘤病毒，牛白血病病毒，豬白血病病毒等靈長類：靈長類肉瘤病毒，猴白血病病毒，狒C型腫瘤病毒等人：人類嗜T細(xì)胞病毒Ⅰ型,Ⅱ型,Ⅴ型慢病毒亞科

人類免疫缺陷病毒，綿羊肺腺瘤病毒，馬傳染性貧血病毒等泡沫病毒亞科

靈長類、貓、牛、人泡沫病毒等目前七頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)三、反轉(zhuǎn)錄病毒的共同特性有包膜，球形，直徑70-200nm，有刺突核酸為兩條相同的+ssRNA,6-9kb核心含反轉(zhuǎn)錄酶具有3個(gè)結(jié)構(gòu)基因：gag、pol、env多個(gè)調(diào)節(jié)基因復(fù)制要形成DNA中間體，與宿主細(xì)胞染色體整合成前病毒，且可隨細(xì)胞分裂而進(jìn)入子代細(xì)胞內(nèi)目前八頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前九頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)簡圖

正常的非轉(zhuǎn)化病毒

LTRgag(pro)polenvLTR

長末端重復(fù)序列

變異的轉(zhuǎn)化病毒

LTRgag(pro)polenvsrc

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基質(zhì)蛋白，衣殼蛋白，核酸結(jié)合蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶蛋白酶

病毒癌基因Src基因表達(dá)p60src蛋白，使多個(gè)靶蛋白磷酸化，加速癌變目前十頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)四、反轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制目前十一頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)以tRNA為引物合成負(fù)鏈DNA降解R,U5五、基因組DNA的復(fù)制目前十二頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)負(fù)鏈DNA的合成位點(diǎn)特異性切刻酶第一次跳躍目前十三頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)RnaseH，DNA聚合酶目前十四頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)第二次跳躍，正鏈DNA的合成目前十五頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)整合到染色體DNA整合酶等完成轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)錄病毒基因人？……此時(shí)的病毒稱為原病毒或前病毒目前十六頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)Figure.Retrovirallifecycle.目前十七頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)總結(jié)：經(jīng)歷9步反應(yīng)，兩次跳躍（1）tRNA引物結(jié)合在5′端PB（pairedbase)位點(diǎn)，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成與U5(uniquetothe5′end)和R（directrepeat）區(qū)互補(bǔ)DNA的U5′和R′；（2）由逆轉(zhuǎn)錄酶將模板RNA的U5和R區(qū)水解；（3）新合成的-DNA鏈的R′與RNA3′端的R配對，逆轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)換為以RNA3′端為模板，實(shí)現(xiàn)第一次跳躍；（4）負(fù)鏈DNA延伸；（5）模板RNA的U3（uniquetothe3′end）、R區(qū)和polAn被水解，其5′端也被水解；（6）以RNA的3′端為引物合成正鏈DNA的U3-R-U5；（7）引物tRNA被水解；（8）正、負(fù)鏈DNA在PB位點(diǎn)處配對，逆轉(zhuǎn)錄酶以新合成的負(fù)鏈DNA為模板合成和延伸正鏈DNA，第二次跳躍；（9）負(fù)鏈DNAU′3-R′-U′5與正鏈DNAU3-R-U5解開，負(fù)鏈DNA重復(fù)合成U′3-R′-U′5，形成兩端長末端重復(fù)序列（LTR）目前十八頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)反轉(zhuǎn)錄酶的功能以RNA為模板合成cDNA；以DNA為模板合成DNA；RNaseH活性；位點(diǎn)特異性切刻酶。引物從何而來？tRNA:自帶病毒基因組RNA的3末端（在特定位點(diǎn)切刻）目前十九頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)

六、整合（目前尚不清楚）線形dsDNA進(jìn)入細(xì)胞核，兩端的LTR相連成環(huán)形分子，連接處反向重復(fù)序列相鄰；病毒DNA與細(xì)胞DNA均出現(xiàn)參差斷裂；在整合酶作用下，病毒DNA與細(xì)胞DNA連接，缺口填充，整合完成。特點(diǎn)：整合到細(xì)胞DNA中的病毒DNA與線形DNA比，兩端總會(huì)少2bp，其余完全相同；病毒DNA與細(xì)胞基因組DNA相連的兩端序列都是5′TG……CA3′靶點(diǎn)的選擇是隨機(jī)的；目前二十頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前二十一頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)七、原病毒的基因表達(dá)原病毒DNA在宿主細(xì)胞核內(nèi)，以宿主轉(zhuǎn)錄機(jī)器進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，RNA出細(xì)胞核，部分RNA作為基因組RNA，部分RNA作為模板進(jìn)行翻譯；病毒LTR序列不僅提供了整合必須的末端，而且提供了轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工的信號(hào)；如U3里有強(qiáng)啟動(dòng)子，有TATA和CCAAT序列；遠(yuǎn)端還有增強(qiáng)子翻譯后的初始蛋白以多蛋白形式，經(jīng)過酶切產(chǎn)生相關(guān)蛋白和酶。目前二十二頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)

LTRgag(pro)polenvLTR

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基質(zhì)蛋白，衣殼蛋白，核酸結(jié)合蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶蛋白酶

90%gag多蛋白經(jīng)酶切成為病毒衣殼蛋白、基質(zhì)蛋白、核酸結(jié)合蛋白10%gag-pro-pol多蛋白經(jīng)酶切成為蛋白酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶Env前體多蛋白經(jīng)酶切成為病毒外膜蛋白目前二十三頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)小結(jié)概念：反轉(zhuǎn)錄病毒、前病毒反轉(zhuǎn)錄病毒基因組特點(diǎn)反轉(zhuǎn)錄病毒基因組DNA的復(fù)制過程反轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的特點(diǎn)目前二十四頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前二十五頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前二十六頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前二十七頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前二十八頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)5防治

（1）疫苗：（2）藥物：雞尾酒療法二脫氧氟硫代胞嘧啶、拉夫米定和阿地福韋的藥物組合物。拉米夫定最早研究時(shí)治療HIV，但報(bào)道了HIV合并HBV感染的患者出現(xiàn)HBV亦被抑制的情況。拉米夫定的這種選擇性可能是由于它主要通過與涉及病毒編碼的依賴RNA的DNA聚合酶（逆轉(zhuǎn)錄酶）的相互作用起效有關(guān)。而逆轉(zhuǎn)錄酶是HBV和HIV復(fù)制所必需的。拉米夫定對艾滋病病毒是有確切療效的，也是聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署、世界衛(wèi)生組織、中國衛(wèi)生部指定的幾個(gè)防治艾滋病藥物之一。目前二十九頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)3病毒及其基因組特點(diǎn)：+RNA無mRNA活性侵染宿主細(xì)胞時(shí)，逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、引物、基因組RNA都進(jìn)入多數(shù)反轉(zhuǎn)錄病毒不裂解宿主細(xì)胞，但HIV例外基因組整合到宿主基因組中

目前三十頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)2HIV病毒基因組

屬于反轉(zhuǎn)錄病毒科，慢病毒屬病毒。由兩條單股正鏈RNA病毒，每條RNA基因組約為9.2kb。在RNA5′端有一帽子結(jié)構(gòu)，3′有polyA尾巴。（1）結(jié)構(gòu)基因：HIV基因組中有三個(gè)編碼結(jié)構(gòu)蛋白和酶的多蛋白基因，分別是gag、pol、env，其中g(shù)ag和pol使用不同的讀碼框。目前三十一頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)gag基因約1.5kb,編碼核心蛋白，其產(chǎn)物與病毒基因組RNA共同組裝成核心和衣殼。這些核心蛋白包括p17，p24，p7，p6。pol基因約3.0kb,編碼病毒復(fù)制所需要的各種酶類，與gag基因重疊，表達(dá)時(shí)是一蛋白前體p160，在蛋白酶催化下，除形成p17、p24、p15和Gag蛋白外，還有蛋白酶p10，反轉(zhuǎn)錄酶p66/p51，整合酶p32。目前三十二頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)env基因約2.6kb，編碼病毒包膜糖蛋白，先翻譯成前體蛋白gp160，被宿主細(xì)胞蛋白酶裂解為gp120和gp41。目前三十三頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)（2）調(diào)節(jié)蛋白基因和輔助蛋白基因兩個(gè)編碼調(diào)節(jié)蛋白的基因Tat,Rev

四個(gè)輔助蛋白基因Vpr,Vpu,Nef,Vif，均參與HIV復(fù)制。目前三十四頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)（3）長末端重復(fù)序列HIV基因組RNA兩側(cè)有長末端重復(fù)序列（LTR），是順式作用元件區(qū)域，如啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)、調(diào)節(jié)蛋白Tat的效應(yīng)元件。目前三十五頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前三十六頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)正常結(jié)腸粘膜高增殖結(jié)腸上皮腺瘤轉(zhuǎn)移癌APC缺失DNA去甲基化k-ras點(diǎn)突變DCC缺失或點(diǎn)突變P53缺失或點(diǎn)突變對結(jié)腸癌的研究早中晚目前三十七頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)Colorectalcancer(adenomatouspolyposis)NormalcellHyper-proliferativecellEarlyadenomaInter-mediateadenomaLateadenomaAdeno-carcinomaGeneAlterationChromosome5qlossAPC12qActivationK-RAS17plossp5318qlossDCCDNAhypo-methylation目前三十八頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前三十九頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十一頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十二頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十三頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十四頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十五頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十六頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十七頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前四十八頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)1.Promoterinsertionandenhancerinsertion(insertionofaretrovirusinthevicinityofthegene)目前四十九頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)控制元件插入Controlingelementinsertion

C

B

LTR

Cellularproto-oncogene

hostDNA

transcription

LTR

LTR

transcription

transcription

Cellularproto-oncogene

hostDNA

Enhancereffect

逆轉(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞后，病毒DNA插入宿主細(xì)胞染色體DNA（插入突變）

目前五十頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前五十一頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)目前五十二頁\總數(shù)六十二頁\編于二十三點(diǎn)Figure.RegulationofRbandE2FactivitiesinlateG1.InteractionofE2FswithnonphosphorylatedRbproteininitiallyinhibitsE2Fac