Віруси грипу, будова вірусів, хімічний склад

грипу

Віруси грипу - збудники однойменної глобальної інфекції, що поширюється спорадично, епідемічно та пандемічно (останні порушують трудовий ритм життя країн та континентів).

Вірус грипу людини відкрили в 1933 р. Smith, Andrewes, Leidlow методом зараження білих африканських тхорів носоглоточними змивами хворих на грип. Пізніше його назвали вірусом А, тепер позначається АТ. У 1940 р. Francis і незалежно від нього Magill виділили новий тип вірусу грипу - названий вірусом В. Незабаром Taylor (1949), потім Francis та інші ізолювали штами антигенного варіанта вірусу грипу, віднесеного до нового типу - вірусуС. У СРСРвірус грипу виділили та ідентифікували А. А. Смородинцеви Л. А. Зільбер зі співробітниками (1936).

У 1971 р. з ініціативиВООЗпереглянуто та доповнено номенклатуру вірусів грипу, розроблену цією організацією у 1953 р. У радянській пресі питання вдосконалення номенклатури вірусів грипу висвітлено в редакційних матеріалах журналу «Питання вірусології» (1972).

Рекомендована система номенклатури складається з двох частин: позначення штамів і опис антигенів гемагглютиніна і нейрамінідази, оскільки вони імунологічно неоднакові і схильні до незалежних один від одного антигенних змін.

Позначення штамів для типів А, В і. З включає. таку інформацію:

  1. тип антигену рибонуклеопротеїду (А, В або С);
  2. природний господар, для штамів вірусу, виділених від людини, цей пункт пропускають - він використовується при позначенні штамів, ізольованих від ссавців та птахів;
  3. географічне виділення штаму;
  4. порядковий номер штаму;
  5. рік виділення штаму.

Для вірусів типу А позначення антигену беруть укруглі дужки, розміщені за позначенням штаму. Воно містить таку інформацію:

  1. індекс, що вказує на антигенний характер підтипу гемаглютиніну (Г), наприклад: людський - ГО„Г1, Г2, ГЗ; кінський - ГЛ1, ГЛ2, свинячий - ГС1, пташиний - ГП1;
  2. індекс, який показує антигенний характер. підтипу нейрамінідази. (Н), наприклад: людини -. Н1, Н2, кінський - НЛ1, НЛ2, пташиний - НП1.

Позначення для гемаглютиніну та нейрамінідази (наприклад, ГЛ1, НП2) характеризують вид господаря вірусу, у якого вперше було виявлено цей антиген. У них не враховані філогенетичні чи еволюційні відносини між вірусами, що мають загальні позначення гемаглютиніну та нейрамінідази. Так, з аналізу опису штамів А/Гонконг/1/68 (Г3Н2) та А/Індичка/Вісконсин 1/66 (ГПБН2) випливає, що вірус грипу, виділений від індички у Вісконсіні, містить нейрамінідазу, антигенно споріднену нейрамінідазе вірус /68. Однак гемаглютиніни у цих вірусів різні. Таким чином, номенклатура деяких еталонних штамів вірусу грипу А буде такою: А/PR/8/34 (ГОНI); А/Сінгапур/1/57 (Г2Н2); А/Гонконг/1/68 (ГЗН2); А/Порт-Чалмерс/1/73 (ГЗН2).

Рекомендацій до опису підтипів гемаглютиніну та нейрамінідази вірусів грипу В та С немає. Відсутність вичерпної інформації не дозволяє ще розділити їх на підтипи, хоча окремі штами за антигенною структурою різняться. Тому характеристика цих вірусів обмежується позначенням штаму, наприклад, В/Англія/5/66; С/Париж/1/67.

Антигенна специфічність рибонуклеопротеїду, гемаглютиніну та нейрамінідази виявляється у відповідних серологічних реакціях із застосуванням моноспецифічних сироваток.

будова

Будова вірусів грипу

Будова. Віріони грипу Аі найбільш часто являють собою сферичні частинки з середнім діаметром 800-1200А. У свіжовиділених препаратах зустрічаються ниткоподібні форми значно більшої величини. Нуклеокапсид характеризується спіральною симетрією, має трубчасту форму, діаметр його дорівнює близько 70 А: внутрішній канал - 10, А, на поверхні нуклеокапсиду помітні окремі субодиниці. Є підстави вважати, що нуклеокапсид у ортоміксовірусів, фрагментований, подібно до РНК (Compans та ін., 1972).

Нуклеокапсид укладений у суперспіраль (нагадує котушку трансформатора), діаметром ЗООА-з кроком - 80-100 А (К. М. Клименко та ін; 1968). Як вважають Compans та інші (1972), у кожному фрагменті РНП на одному кінці розташовується петля, яка утворюється при закручуванні РНП на себе. Особливістю вірусу грипу є передбачувана поверхнева локалізація РНК у структурі РНП. У популяції віріони розрізняються за величиною і формою, що обумовлено кількістю тяжів РНП та їх довжиною, яка визначається числам витків (Н. П. Корнюшенко Є. В. Сидоренко, 1969).

Окремі тяжі можуть мати 5 - 6 або 10 - 12 витків. У великих вірусних частинках діаметром 1800 - 3000 А виявляється кілька тяжів нуклеопротеїду, що розміщуються без видимого зв'язку між ними. У ниткоподібних віріонах тяж РНП може мати до 40 витків.

Таким чином, вірусу грипу властива гетерогенність. популяції, Окремі субфракції можуть бути отримані при центрифугуванні в градієнті щільності сахарози за різницею в масі частинок або хроматографією іонообмінної хроматографією.

Зовнішня оболонка віріона має товщину 100 - 150 А, на ній виділяються ворсинки або шипи довжиною 80 - 100А. Структурним матеріалом ворсинок (пепломерів) є гемаглютинін або нейрамінідазу. Один віріон містить 500-600 молекул гемаглютиніну і100 - 120 молекул нейрамінідази (Webster, Laver, 1971; Kaplan, Webster, 1977). Очищений гемаглютинін має вигляд палички (стрижня) довжиною 14ОА та шириною 40А. Частинки гемаглютиніну можуть утворювати полімери з п'яти субодиниць у вигляді зірочок, діаметром 280 А. Частинки нейрамінідази грибоподібної форми складаються з ніжки довжиною до 100 А і капелюшки розміром 50 - 85 А. Ізольовані субодиниці 9 73 ),

За даними Apostolow, Flewett (1969), оболонки вірусів грипу А і В складаються з трьох шарів: поверхневого шару порожнистих з обох сторін вій, електронно-прозорого шару товщиною 30 - 40 А і розташованого під ним нижнього електронно-щільного грануляр гранул діаметром 40 "А". В даний час електронно-щільний шар трактується як подвійний, що складається з холестерину та фосфоліпідів, а внутрішній шар утворений мембранним (матричним, М) білком (Compans, Choppin, 1975). Автори пропонують модель структури вірусів грипу «А» та «В». Будова вірусів грипу "С" інша. За даними Согпрапз та інших (1977), частинки вірусу грипу С п'яти штамів, виділених з алантоїсної рідини інфікованих курячих ембріонів, мають сфероїдну форму та діаметр. від 750 до 1000 «А», на їх поверхні диференціюються ворсинки довжиною близько 1ООА. Навпаки, віріонам, отриманим в культурі фібробластів курячого ембріона, властивий плеоморфізм. Переважною формою таких частинок є ниткоподібна, причому їх довжина може досягати 7 м. Діаметр нуклеопротеїду - 120 - 150 "А", довжина окремих фрагментів коливається від 300 до 100ОА. Відзначено суттєві. відмінності в структурі оболонки віріона, зокрема витончення або відсутність серединного електронно-прозороголіпідовмісного шару.

вірусів

Хімічний склад

вірусів «А» і «В» майже не виходять за межі відмінностей між окремими підтипами вірусу грипу А. Навпаки, РНК вірусу грипу «С» містить лише чотири фрагменти з молекулярною масою 2,0×106, 1,1×106, 1,07 ×106 і 0,49×106 д (сумарна величина 4,66×106 д), тобто різко відрізняється від РНК вірусів грипу «А» та «В» за кількістю та величиною фрагментів.

молекулярна маса яких дорівнює 0,37 106 - 1,25 106 д, загальний показник - 5 - 6 106д. Всі фрагменти РНК мають однакову послідовність нуклеотидів на 51 кінці, тому важко припустити їх утворення при деградації єдиної великої молекули РНК (Young Content, 1971). Таким чином, генетичний матеріал вірусу грипу розподілено між кількома субодиницями РНК, які є індивідуальними генами. Кожен фрагмент РНК входить до складу окремого рибонуклеопротеїду. Виявлено присутність ДНК у нуклеопротеїді очищених частинок грипу Л. Ця ДНК гібридизується з віріонною РНК, її походження та функція не вивчені (Є. М. Канторович-Прокудіна та ін., 1977).

Білки становлять до 70% маси вириона. Вони представлені гемагглютиніном, нейрамінідазою, мембранним білком, білком нуклеокапсиду, групою Р-білків. Загальна молекулярна маса структурних білків близько 380 000 д. Вони представлені майже 500 молекулами поліпептидів. Крім того, у клітинах утворюються неструктурні білки, одним з яких є вірусоіндукована РНК-полімераза (Lazarowitz та ін, 1971).

При дослідженні методом електрофорезу в поліакриламідному гелі дезінтегрованих очищених частинок вірусу грипу А різних штамів виявлено вісім поліпептидів, три з них є основними (Ю. 3. Гендон та ін., 1975; Касьєу та ін, 1977). Вірусні білки зовнішньої оболонки віріона представленігемагглютиніном (Г1 і нейрамінідазою (Н). Гемагглютинін складає до 40% білків віріону, окрема субодиниця складається з двох поліпептидів (58 ТОВ д і 21 ТОВ д), що містять вуглеводи і з'єднаних дйсульфідними зв'язками:). ах гемаглютиніну( Laver, 1971;Skehel і сотр., 1975).Ворсинки гемагглютинійана поверхні віріона є ді-мером субодиниць.Іх молекулярна маса - близько 150 000 д. Константа седиментації - 8,1 S. , а тому можуть до певної міри змінюватися при вирощуванні вірусу на різних клітинах. на поверхні віріона є полімерами (можливо різних поліпептидів). Молекулярна маса їх – 190 000 – 220 000 д.» Константа седиментації – 9 – 10 S (Webster, 197О).

«Серцевина» вірусу грипу, одержувана при руйнуванні зовнішньої оболонки протеазою або хімотрипсином, оточена оболонкою ліпідо, що видаляється при обробці фосфоліпазою.

Оболонка складається з поліпептиду, що містить аргінін, з молекулярною масою 21 000 - 27000 д (Schultze, 1972). Цей поліпептид, який отримав назву мембранного білка, одягає зовні вірусний рибонуклеопротеїд (Reginster, Nermut, 1975).

Білок власне нуклеокапсиду (NP) представлений близько 700 молекулами поліпептиду одного виду, що має молекулярну масу 50000 - 65000 д і константу седиментації 4S (Pons та ін, 1970). Він становить 14 - 24% вірусного білка, містить порівняно великукількість аргініну та метіоніну. У «серцевині» також виявлені мінорні білки групи P (P1, P2, PЗ) молекулярною масою 81000 - 94000 д, одним із них є внутрішньовіріонна РНК-полімераза (Ritchey та ін, 1977).

У складі вірусу грипу С диференціюються 5 поліпептидів та відзначені суттєві відмінності в електрофоретичній рухливості однотипних білків вірусів грипу А, В та С (Compans та співавт., 1977).

Питання наявності клітинних білків у віріоні ортоміксовірусів виникало багато разів і вирішувалося залежно від застосованих методів очищення вірусів. Тепер встановлено, що клітинні білки не входять до складу ортоміксовірусів або можуть становити не більше ніж 1% білка віріонів (Etchison та ін, 1971). Клітинні антигени зовнішньої оболонки віріонів переважно є гліколіпідами, але в її поверхневих шарах визначаються протеїнові видоспецифічні антигени.

Вуглеводи, що не входять до складу РНК, становлять 5-7% маси віріону. Вони розміщені у зовнішній оболонці та ковалентно пов'язані з білковими компонентами гемаглютиніну та нейрамінідази. У складі вуглеводів вірусу грипу А виявлено фукозу, галактозу, глюкозамін, маннозу (Content, Duesderg, 1970; Schwarz та ін., 1977). Вуглеводи мають клітинне походження, їх моносахаридний склад відповідає клітинним вуглеводам та змінюється залежно від типу інфікованих клітин.

Ортоміксовіруси містять фосфо-, гліколінпіди, жирні кислоти клітинного походження. Ліпіди віріона беруть участь у формуванні його зовнішніх структур та фіксують щільно упаковані витки нуклеокапсиду, покриті мембранним білком.