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药物化学
1.10.2.1.2 二、病毒生命周期
二、病毒生命周期

由于病毒结构的特殊性,无法通过分裂的方式来完成数量增长;而是必须利用宿主细胞内的代谢工具来合成自身的核酸,并完成病毒组装。不同的病毒之间生命周期的差异很大,但大致可以分为六个阶段。

(1)吸附病毒衣壳蛋白与宿主细胞表面特定受体发生特异性结合。这种特异性也决定了一种病毒的宿主范围。例如,HIV感染人类的T细胞,是因为其表面蛋白gp120能够与T细胞表面的CD4分子结合。这种不断进化的吸附机制使得病毒能够更特定地结合那些适合其完成复制过程的细胞。对于带包膜的病毒,吸附到受体上会诱导包膜蛋白发生构象变化从而使得包膜与细胞膜发生融合。

(2)穿入在病毒体吸附到宿主细胞表面之后,通过受体介导的胞吞或膜融合作用进入细胞,这一过程一般被称为“病毒穿入”(viral penetration)。病毒感染植物细胞与感染动物细胞的方式不同,由于植物细胞有一层由纤维素形成的细胞壁,病毒只有在细胞壁出现破损时才能进入。也有某些病毒,可以直接在植物内通过胞间连丝的孔洞从一个细胞运动到另一个细胞。与植物一样,细菌也有一层细胞壁,病毒必须通过这层细胞壁才能够感染细菌。噬菌体针对与此进化出了一种感染细菌的机制,将自己的基因组注入细菌内而衣壳留在菌体外,从而减少进入细菌的障碍。

(3)脱壳病毒的衣壳被病毒自身或宿主细胞中的酶降解,从而释放出病毒的核酸。

(4)合成 病毒基因组进行复制、转录(除了正义RNA病毒外),并且合成病毒蛋白质。

(5)组装 将合成的核酸和蛋白质衣壳等各部分组装成完整的病毒颗粒。在病毒颗粒完成组装之后,病毒蛋白常常会进行翻译后修饰。

(6)释放 无包膜病毒需要在细胞膜裂解之后才能得以释放。包膜病毒则可以通过出泡的方式得以释放。在出泡的过程中,病毒需要与插有病毒表面蛋白的细胞膜区域相结合,获取包膜。

图13-1以流感病毒生命周期为例,简要阐述以上过程。

图13-1 流感病毒生命周期示意图

1.病毒体吸附到宿主细胞表面并通过胞吞作用进入细胞;2.衣壳分解后,病毒遗传物质转运入细胞核;3a.病毒基因组转录出mRNA;3b.病毒基因组自我复制;4.新合成的病毒mRNA转运出细胞核并翻译;5a.在细胞质中合成的核蛋白入核与新复制的核酸结合;5b.新合成的病毒表面蛋白进入高尔基体完成修饰并转运上膜;6.新形成的衣壳进入细胞质并与插有病毒表面蛋白的细胞膜结合;最后,新生成的病毒体通过出泡的方式离开宿主细胞。