Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Филдс Б.Н. -> "Вирусология: В 3-х т. Том 1 " -> 23

Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.

Филдс Б.Н., Найп Д.М., Мэрфи Ф.А., Харрисон С. Вирусология: В 3-х т. Том 1 — М.: Мир, 1989. — 492 c.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка): virusologiyat11989.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 224 >> Следующая

TMV
Частица TMV (рис. 3.2) имеет форму палочки; она состоит из 2130 субъединиц (по 158 аминокислотных остатков в каждой), уложенных в спиральную структуру, в которой на виток приходится 1б7з субъединиц. Диаметр спирали равен 180 А, а расстояние между субъединицами вдоль оси спирали — 23 А, т. е. длина стержня составляет 3000 А. РНК закручена в спираль коаксиально с белком, при этом с каждой белковой субъединицей связано три нуклеотида. При различных условиях вирусная частица может диссоциировать на белок и РНК. Очищенный белок в зависимости от pH, ионной силы и других параметров дает различные ассоциативные формы (см. ниже), а самый важный ассоциат — диск — удалось закристаллизовать [4]. Диск представляет собой двухслойную структуру из 34 субъединиц. Субъединицы в каждом слое имеют одинаковую аксиальную ориентацию и контактируют друг с другом почти так же, как в самой вирусной частице (рис. 3.6). На рис. 3.7 приведено схематическое изображение субъединиц в составе диска. Переход от диска к спирали в процессе сборки частицы можно представить следующим образом. Разорвем два кольца вдоль одной радиальной линии и сдвинем края так, чтобы образовалась «пружинная шайба», после чего модифицируем спираль до получения вместо 17 субъединиц на виток 1б7з- Наклон субъединиц изменится и станет равным —10°. Отметим, что при этом латеральные взаимодействия остаются практически прежними, а аксиальные полностью меняются. Петля полипептидной цепи, которая формирует внутреннюю часть субъединицы, в диске разупорядо-чена, но в составе вириона упорядочивается. Поскольку в вирусе эта петля действует как «зажим» для РНК (рис. 3.7), переход беспорядок—порядок весьма важен. Стаббс и др. [47] предложили следующую модель связывания тринуклеотида РНК в TMV. Полинуклеотидная цепь проходит между белковыми субъединицами на расстоянии ~40А от оси вирусной частицы, основания РНК обхватывают LR-спираль верхней белковой субъединицы с трех сторон, при этом основные аминокислотные остатки находятся в таких положениях, что нейтрализуют отрицательный заряд фосфатов РНК.
Как показал знаменитый опыт Френкель-Конрата и Вильямса [25] по реконструкции TMV из РНК и белка, при физиологических условиях происходит самосборка частиц. Этот эксперимент, проведенный с использованием очищенных компонентов, был очень важен, поскольку из него следовало, что структура вируса отвечает энергетическому минимуму и что внутри клетки и in vitro сборка может осуществляться самопроизвольно, без участия каких бы то ни было матриц. Как видно из рис. 3.8,
Вирус
3'
Диск
CZD CUD а
5'
Б -
А
В
Рис. 3.6. Укладка белковых субъедиаиц в диске TMV (внизу) и в вирусной частице (вверху). А. Диск состоит из двух колец по 17 субъединиц в каждом. В вирусе иа виток спирали приходится 16 */з субъединицы. Б. Разрез вдоль оси спирали и диска, иллюстрирующий различный наклон субъединиц. В диске внутренняя часть субъединиц разулорядочена (показана пунктиром), что, по-видимому, облегчает связывание с РНК. В. Поперечный разрез нескольких субъединиц в диске и в вирусной частице (вид снаружи по направлению к оси). Поперечный разрез диска — это карта электронной плотности, а разрез вирусной частицы — схема. Главная часть каждой субъединицы включает четыре а-спирали (LS, RS, RR и LR), оси которых направлены примерно по радиусу. При переходе диск—спираль субъединицы проскальзывают одна над другой на расстоянии 10 А. (Из [36], с разрешения автора.)
Рис. 3.7. Более детальное изображение разреза диска TMV, показанного на рис. 3.6, Б. Изображена полипептидная цепь. (Из [36], с разрешения автора.)
Кольцов
с
8
4
4
8 Радиус, нм
Ось диска
pH
Рис. 3.8. Асооциаты, образуемые белковыми субъединицами TMV при разных значениях pH и иоииой силы. (Из [36], с разрешения автора.)
белковые субъединицы TMV могут образовывать самые разнообразные структуры [9]. Приведенная на рисунке «фазовая диаграмма» свидетельствует об одной очень важной особенности— структурном полиморфизме: при низких значениях pH или в присутствии РНК образуются спиральные структуры, при нейтральных и более высоких pH — структуры из дисков. Регуляция этого процесса путем изменения pH обусловлена поведением определенных карбоксильных групп (боковых цепей Asp и Glu), которые в вирусе титруются аномальным образом, поскольку в спиральном ансамбле они сближены [15]. Напряжение в структуре, возникающее из-за этого сближения, снимается в диске при связывании протонов. Если внутри спиральной структуры навита РНК, напряжение снимается даже при нейтральных pH, когда карбоксильные группы полностью депротонированы. Протоны играют важную роль в регуляции сборки, потому что
диски в сборке выполняют функцию интермедиатов. In vitro сборка протекает существенно быстрее, если добавлять белковую составляющую в виде диска, а не в виде «А-белка». Этот факт показывает, что диск играет центральную роль в процессе инициации, а возможно, и элонгации сборки [10]. Последовательность этапов сборки, как ее представляют в настоящее время, показана на рис. 3.9 [11, 36, 38]. Инициаторная петля РНК, расположенная на расстоянии ~ 1000 нуклеотидов от З'-конца (соответствует 5'-концу цистрона оболочки), встраивается в центральное отверстие диска [33, 49]. При этом разупорядоченная петля полипептидной цепи и наклоненные субъединицы образуют как бы открытые «челюсти», в глубине которых располагается РНК-связывающий центр. Нуклеотидная последовательность имеет что-то наподобие повторов, по-видимому, не случайных. Например, каждым третьим основанием является G. Возможно, для превращения аксиальных субъединичных контактов из дископодобных в спиралеподобные достаточно связывания какого-то начального участка, содержащего такие тринуклеотиды. Подобное связывание могло бы приводить к появлению в диске дислокации и к образованию точки роста спирали. Последующий рост осуществляется в двух направлениях. Эксперименты по сборке ясно показали, что сначала происходит быстрая элонгация спирали в направлении 5'-конца, с протягиванием РНК через отверстие вверх, и существенно более медленный рост в направлении З'-конца. Как видно из рис. 3.9, диск может играть определенную роль в процессе 5'-элонгации, но З'-элонгация осуществляется в результате присоединения субъединиц.
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 224 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed