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主要カプシドタンパク質VP1は、ポリオーマウイルスのカプシドの主要成分であるウイルス性タンパク質です。VP1モノマーは一般的に約350アミノ酸長で、72個のペンタマーに組織化された360個のVP1分子からなる正二十面体構造に自己集合することができます。VP1分子は、細胞表面の糖鎖（一部のガングリオシドを含む）に結合したシアル酸と相互作用する表面結合部位を持ち、ウイルス感染プロセスを開始します。VP1タンパク質は、カプシド成分VP2およびVP3とともに、環状ウイルスゲノムの「後期領域」から発現されます。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
VP1 は、 T = 7 対称性を持ち、直径が 40 ～ 45 nm のポリオーマウイルス正二十面体カプシドの主要な構造成分です。カプシドには 3 つのタンパク質が含まれています。VP1 は主要成分であり、72 個の五量体からなる 360 ユニットの外層を形成します。他の 2 つの成分、VP2 と VP3 は互いに高い配列類似性を持ち、VP3 は VP2 に比べてN 末端が切断されています。VP2 と VP3 は、VP1 と接触してカプシド内部で組み立てられ、各五量体に対して 1 つの VP2 または VP3 分子の化学量論比となります。[ 1 ] [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] : 314 VP1 は、他のウイルス成分が存在しない場合でも、ウイルス様粒子に自己集合することができます。[ 6 ]このプロセスには結合したカルシウムイオンが必要であり、結果として生じる粒子はペンタマー間のジスルフィド結合によって安定化されるが、それを必要とするわけではない。[ 7 ]
VP1タンパク質モノマーは、主にゼリーロールフォールドに折り畳まれたβシートから構成されています。ペンタマー内のVP1分子間の相互作用には、広範囲の結合面が関与しており、その一部はエッジβストランド間の相互作用によって媒介されています。VP1のC末端は無秩序であり、組み立てられたカプシド内の隣接するペンタマー間で相互作用を形成します。C末端アームの柔軟性により、正二十面体アセンブリの対称性によって課せられる6つの異なる相互作用環境において、異なるコンフォメーションをとることができます。[ 4 ] [ 8 ] C末端には、基本的な核局在化配列も含まれています[ 5 ] : 316一方、組み立てられたカプシドの中心に向かって配向しているN末端には、 DNAとの非配列特異的な相互作用を促進する塩基性残基が含まれています。[ 9 ]
VP1タンパク質は、細胞表面の糖鎖（一部のガングリオシドを含む）中のシアル酸に結合することで、細胞感染のプロセスを開始する役割を担っています。 [ 3 ] [ 8 ] [ 10 ]一般的に、VP1はα(2,3)結合およびα(2,6)結合シアル酸と特異的に相互作用します。[ 3 ] [ 8 ]場合によっては、ウイルス侵入に必要な追加因子が存在します。たとえば、JCウイルスは侵入に5HT2Aセロトニン受容体を必要としますが、この要件の具体的なメカニズムは不明です。 [ 11 ]ウイルス粒子は細胞表面に付着すると細胞内に入り、逆行経路で小胞体へと輸送されます。エンドサイトーシスの正確なメカニズムはウイルスによって異なり、複数のメカニズムを使用するウイルスもあります。カベオラ依存性メカニズムは一般的です。[ 12 ]ポリオーマウイルスが膜を貫通してERから出る過程はよく理解されていないが、VP1の構造変化、おそらくジスルフィド結合の還元がER内で起こると考えられる。一部のポリオーマウイルスでは、VP1がウイルスゲノムとともに核に到達することが検出されているが、ゲノムDNAがVP1からどのように分離するかは不明である。[ 12 ]
カプシドタンパク質はすべて、ウイルスゲノムの後期領域から発現される。この領域は、感染過程の後期にのみ発現が起こることからその名が付けられている。VP1は核局在化配列を持ち、宿主翻訳機構によって合成された細胞質から、新たなウイルス粒子が組み立てられる細胞核へと輸送される。この核輸送過程はカリオフェリンによって媒介され、VP2またはVP3と複合体を形成したVP1五量体に作用する。核内でオリゴマー化が起こり、カプシドが形成される。 [ 5 ]： 316-17