(四)病毒蛋白的合成与修饰
病毒mRNA在宿主细胞聚核糖体上翻译合成病毒结构蛋白和非结构蛋白,结构蛋白是病毒结构的组成成分,非结构蛋白虽然不是病毒的结构成分,但是在病毒复制中具有重要功能,大多是一些催化、调节病毒复制的酶类和调控蛋白。
通常动物病毒mRNA仅翻译一条连续的完整的病毒多肽链,这种mRNA叫做单顺反子mRNA (Monocistronic mRNA) 。分段基因级病毒,如流感病毒,核酸分为8个节段,每一节段转录一条mRNA,翻译一种病毒蛋白。有的病毒,如脊髓灰质炎病毒,病毒RNA本身做为,mRNA,首先翻译出一大分子蛋白,然后在特殊位点被细胞或病毒蛋白水解酶裂解为许多小分子病毒蛋白,包括结构蛋白和非结构蛋白。也有的病毒,如披膜病毒,基因组上有多处转录起始和终止码,分别转录出单顺反子mRNA并合成各自的病毒蛋白。DNA的转录发生在细胞核内,转录产物经剪切拼接,并在3'端聚腺苷酸化,5'端加上甲基化帽,转送入胞浆,合成病毒蛋白。
某些病毒蛋白合成后需要修饰,如磷酸化、糖基化等。由病毒和细胞的蛋白激酶完成磷酸化,这是活化或灭活某些蛋白的一种方式。病毒糖蛋白是在胞浆中与膜相连的核糖体上合成,经粗面内质网、平滑内质网、高尔基氏体到达细胞膜,在此过程中被糖基化。
五、装配与释放
新合成的病毒核酸和病毒结构蛋白在感染细胞内组合成病毒颗粒的过程称为装配(Assembly),而从细胞内转移到细胞外的过程为释放(Release)。大多数DNA病毒,在核内复制DNA,在胞浆内合成蛋白质,转入核内装配成熟。而痘苗病毒其全部成份及装配均在胞浆内完成。RNA病毒多在胞浆内复制核酸及合成蛋白。感染后6个小时,一个细胞可产生多达10,000个病毒颗粒。
病毒装配成熟后释放的方式有:(1)宿主细胞裂解,病毒释放到周围环境中,见于无囊膜病毒,如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等;(2)以出芽的方式释放,见于有囊膜病毒,如疱疹病毒在核膜上获得囊膜,流感病毒在细胞膜上获得囊膜而成熟,然后以出芽方式释放出成熟病毒。也可通过细胞间桥或细胞融合邻近的细胞。
图21-5 正链RNA病毒复制的主要步骤
病毒的增殖不只是产生有感染性的子代,绝大多数动物病毒在大量感染的情况下,经多次增殖会产生缺损干扰颗粒(Defective interfering particles),它是能干扰亲代病毒复制的缺损病毒,其核酸有部分缺损或被宿主DNA片段替换。缺损干扰颗粒的基本特性是:(1)本身不能繁殖;(2)有辅助病毒存在时方能增殖;(3)干扰同种病毒而不干扰异种病毒的增殖;(4)在感染细胞内与亲代病毒竞争性增殖。由于缺损干扰颗粒的产生,使同种感染性病毒数量减少,在导致病毒的持续性感染中具有一定的作用,但疫苗中含有大量缺损干扰颗粒会影响活疫苗的免疫效果。
图21-6 负链RNA病毒复制的主要步骤