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ウイルス学では、スパイクタンパク質またはペプロマータンパク質は、エンベロープウイルスの表面から突出するスパイクまたはペプロマーと呼ばれる大きな構造を形成するタンパク質です。[2] [3] ：29–33 タンパク質は通常、二量体または三量体を形成する糖タンパク質です。[3] ：29–33 [4]
歴史と語源
「ペプロマー」という用語は、ウイルス表面の個々のスパイクを指します。ウイルス粒子の外側にある物質の層は、総称して「ペプロス」と呼ばれています。[5]この用語は、ギリシャ語の「ゆったりとした外衣」、 「ローブまたは外套」、「女性のマント」を意味するペプロスに由来しています。 [5] 1960年代に提案されたLwoff - Horne -Tournierシステムなどの初期のウイルス分類システムでは、「ペプロス」とペプロマーの外観と形態が分類の重要な特徴として使用されました。[5] [7] [8]最近では、「ペプロス」という用語はウイルスエンベロープの同義語と見なされています。[6] : 362
プロパティ
スパイクまたはペプロマーは、通常、ウイルス表面から棒状または棍棒状に突出している。スパイクタンパク質は膜タンパク質であり、典型的には大きな外部エクトドメイン、ウイルスエンベロープ内でタンパク質を固定する単一の膜貫通ドメイン、およびウイルス粒子内部の短い尾部を持つ。また、ヌクレオカプシドを形成するタンパク質など、他のウイルスタンパク質とタンパク質間相互作用を形成することもある。[3] : 51–2 通常は糖タンパク質であり、 O結合型糖鎖よりもN結合型糖鎖を介していることが一般的である。[3] : 33
機能
スパイクは典型的にはウイルスの侵入に役割を果たしている。宿主細胞にある細胞表面受容体と相互作用し、その結果として赤血球凝集活性を持つ場合もあれば、酵素である場合もある。[6] : 362 たとえば、インフルエンザウイルスには、この2つの機能を持つ2つの表面タンパク質、ヘマグルチニンとノイラミニダーゼがある。[6] : 329 細胞表面受容体の結合部位は通常、スパイクの先端に位置する。 [3] : 33 多くのスパイクタンパク質は膜融合タンパク質である。[9]スパイクタンパク質はウイルス粒子の表面に露出しているため、抗原となることがある。[6] : 362
例
スパイクまたはペプロマーは、オルトミクソウイルス、パラミクソウイルス、ラブドウイルス、フィロウイルス、コロナウイルス、ブニヤウイルス、アレナウイルス、レトロウイルスなどのエンベロープウイルスの電子顕微鏡写真で観察することができます。[3] : 33
コロナウイルス
コロナウイルスは、表面にSタンパク質としても知られるコロナウイルススパイクタンパク質を示す。SはクラスI融合タンパク質であり、ウイルス感染の第一段階としてウイルスの侵入を媒介する役割を担っている。 [10]これは非常に抗原性が高く、感染に対する免疫系による抗体産生の大部分を占める。このため、スパイクタンパク質は、 SARS-CoV-2ウイルスによって引き起こされたCOVID-19パンデミックへの対応として、COVID-19ワクチン開発の焦点となっている。[11] [12]ベータコロナウイルスの亜属であるエンベコウイルス（ SARS様コロナウイルスは含まない）は、ヘマグルチニンエステラーゼと呼ばれるさらに短い表面タンパク質を持っている。[13]
COVID-19パンデミックにより、患者の組織サンプルの電子顕微鏡写真でウイルス粒子を特定する必要が生じました。多くの報告では、通常の細胞内構造がコロナウイルスの形態と表面的に類似していること、またコロナウイルスの特徴的なスパイクがネガティブ染色では明らかであるものの薄切片でははるかに見えにくいことから、コロナウイルスと誤認されていました。[14]
インフルエンザウイルス
ほとんどのインフルエンザウイルスのサブグループには、ペプロマーと呼ばれる2つの表面タンパク質、ノイラミニダーゼ（酵素）とヘマグルチニン（これもクラスI融合タンパク質）があります。代わりに、両方の機能を備えた単一のヘマグルチニンエステラーゼタンパク質を持つものもあります。[3] : 356–9
レトロウイルス
ヒト免疫不全ウイルス（HIV）などのレトロウイルスは表面にペプロマーを持っています。 [3] : 318–25 これらは、env遺伝子から発現される2つのタンパク質、gp41とgp120によって形成されるタンパク質複合体であり、ウイルスの侵入を媒介するスパイクタンパク質複合体を形成します。[15]
ギャラリー
表面スパイクを持つウイルスの電子顕微鏡写真
参照
参考文献
- ^ ソロドヴニコフ、アレクセイ;アルヒポワ、ヴァレリア（2021年7月29日）。 「Достоверно красиво: как мы сделали 3D-модель SARS-CoV-2」[本当に美しい: SARS-CoV-2 3D モデルの作り方] (ロシア語)。 N+1。 2021年7月30日のオリジナルからアーカイブ。2021 年7 月 30 日に取得。
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- ^ abcdefghi Burrell, Christopher J. (2016). Fenner and White's medical virology (第 5 版). ロンドン、イギリス. ISBN 978-0123751560。
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