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病毒的结构



衣壳系由一定数量的壳粒(capsomere)组成。 每个壳粒又由一个或多个多肽分子组成。不同 种类的病毒衣壳所含的壳粒数目不同,是病毒 鉴别和分类的依据之一。
五邻体
六邻体


有些病毒在核衣壳外面尚有囊膜 (envelope)。 囊膜是病毒在成熟过程中从宿主细胞获得的, 含有宿主细胞膜或核膜的化学成分。 有的囊膜表面有突起,称为纤突(pike)或膜 粒(peplomer)。囊膜与纤突构成病毒颗粒的表 面抗原,与宿主细胞嗜性、致病性和免疫原性 有密切关系。有囊膜的病毒称为囊膜病毒 (enveloped virus),无囊膜的病毒称裸露病 毒(naked virus)。
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一、病毒分类的原则

1963年 国际微生物命名委员会病毒分会根 据安德鲁斯(Andrewes)提出的分类建 议提 出了新的8项分类原则: ① 核酸的类型、结构和分子量; ② 病毒粒子的形状和大小; ③ 病毒粒子的结构; ④ 病毒粒子对乙醚、氯仿等脂溶剂的 敏感性; ⑤ 血清学性质和抗原关系; ⑥ 病毒在细胞培养上的繁殖特性;

非结构蛋白(nonstructural protein)

指病毒组分之外的蛋白,在病毒复制过程中的
某些中间产物,具有酶的活性或其他功能。非
结构蛋白的作用近年来已逐步被了解。
结构蛋白
组成病毒体的成分
衣壳蛋白 包膜蛋白 基质蛋白——连接衣壳蛋白与包膜蛋白 的部分, 有跨膜及锚定功能区
非结构蛋白

20面体对称
核衣壳形成球状结构,壳粒
排列成20面体对称型式,有20个等边三角形 构成l2个顶、20个面、30个棱的立体结构。

病毒颗粒顶角由5个相 同的壳粒构成,称为五 邻体(penton),而三角 形面由6个相同壳粒组 成,称为六邻体(hexon)

复合对称型 其壳粒排列既有螺旋对称又 有立体对称的型式。痘病毒、噬菌体如此。
•核心:核酸
→基因组genome →决定病毒遗传、变异
和复制
•壳粒capsomere → 衣壳capsid →保护、介导、抗原性
•包膜envelope,包膜子粒peplomere(刺突spike) →保 护、介导、抗原性
Hale Waihona Puke 核衣壳的对称形式螺旋对称型 二十面体立体对称型 复合对称 型

螺旋状对称 壳粒呈螺旋形对 称排列,中空, 见于弹状病毒 、 正黏病毒 和副黏 病毒及多数杆状 病毒。
第21章 病毒的结构

第1节 病毒概述 第2节 病毒的结构特征 第3节 病毒的化学组成 第4节 病毒的分类
第1节 病毒概述
一、病毒的发现 1、病毒病由来已久 在明代隆庆年间(15671572),人痘预防天花推行甚广,先后传至俄国、 日本、朝鲜、土耳其及英国。1796英国医生琴纳 (Jenner),得出了结论,牛痘可能使人预防天 花,并在英国及欧洲大陆普遍应用,挽救了千百 万人的生命。
Lambda Bacterio, phage DNA
流感病毒 的分节段 RNA
分节段

按病毒学的惯例,把mRNA的碱基序列作为标准, 凡与此相同的核酸称为正股,与其互补的则为 负股。某些RNA病毒如布尼病毒及砂粒病毒, 其单RNA部分节段为负股,部分为正、负股, 称之为双向。
传染性核酸 如把噬菌体或某些植物病毒的核 酸注入易感细胞内即能引起感染,并产生完整的 病毒颗粒。部分动物病毒也有这种现象,去除其 囊膜和衣壳,裸露的DNA或RNA也能感染细胞,这 样的核酸称为传染性核酸 (infectious nucleic acid)。传染性核酸不分节段,其本身能作为mRNA, 或者能利用宿主细胞的RNA聚合酶转录病毒的mRNA。 病毒核酸具有传染性这一事实证明,它贮藏病毒 的全部遗传信息。冠状病毒、微RNA病毒、疱疹病 毒等都具有传染性核酸。

各种主要病毒的形态与大小比较(模式图)

3、结构:从内到外为核酸芯髓、衣壳、囊膜。
病毒体结构模式图
包膜子粒
包膜
包膜病毒
壳粒
衣壳
核衣壳
核心(核样物)
完整的病毒颗粒主要由核酸和蛋白质 组成。核酸构成病毒的基因组 (genome), 为病毒的复制、遗传和变异等功能提供 遗传信息。由核酸组成的芯髓 (core)被 衣壳(capsid)包裹,衣壳与芯髓在一起 组成核衣壳(nucleocapsid)。衣壳的成 分是蛋白质,其功能是保护病毒的核酸 免受环境中核酸酶或其他影响因素的破 坏,并能介导病毒核酸进入宿主细胞。 衣壳蛋白具有抗原性,是病毒颗粒的主 要抗原成分。
蛋白质

由病毒核酸编码组成病毒的蛋白称结构蛋白 (structural protein),约占病毒总重量的70%, 少数低至30%~40%。病毒蛋白质构成全部 衣壳成分和囊膜的主要成分,具有保护病毒 核酸的功能。衣壳蛋白、囊膜蛋白或纤突蛋 白可特异地吸附至易感细胞受体并促使病毒 穿入细胞,是决定病毒对宿主细胞嗜性的重 要因素。病毒蛋白质是良好的抗原,可激发 机体发生免疫应答。
病毒与其他微生物的比较
第1节 病毒的结构特征

病毒以颗粒形式存在,具有一定形态、结 构和传染性,在电镜下才能观察。

病毒是一种无细胞结构、个体微小、只含
有一种核酸,只能在活细胞内生长的微生
物。

1、大小:病毒颗粒极微小,测定单位是nm (1/1000),用电镜才能看到。最大的为痘病毒 300nm,最小的为圆环病毒17nm。 2、形态:球状、杆状、子弹状或多形态。

1898年,荷兰科学家贝杰林克(Beijerinck) 重复了伊万诺夫的实验,贝杰林克用“病 毒(Virus)”来命名这种史无前例的小病原体。 不难看出真正发现病毒存在的是贝杰林克。

自1898年德国科学家loeffer和Frosch发 现口蹄疫的病原为病毒,揭开了动物病 毒学新篇章。 病毒在自然界广泛分布,人、动物、植 物、藻类、真菌和细菌都有病毒感染。 其中动物种类繁多,多数对动物有致病 性,导致疫病大流行,造成巨大损失。


阿里斯多德 (Aristotle)在公元 前四世纪就记述了 病犬的疯狂和暴怒, 通过咬啮还能将病 魔传给其他的动物, 此病也能传染给人 (人畜共患疾病)。 法国人巴斯德 (Pasteur)在1884 年发明了狂犬疫苗。
烟草花叶病毒的发现


1886年,麦尔(Adolf Mayer)被烟草花叶病吸引 住了。认为可能是一个产生毒素的细菌所导致的 疾病。 1892年从事烟草病工作的年青的俄国科学家伊万 诺夫斯基(Ivanovski)发现感受花叶病的叶汁,即 使经过Chamberland氏烛形滤菌器的过滤也仍具 有传染的性质。这项观察提示了存在一种比以前 所知的任何一种都小的病原,他认为该病是由产 生毒素的细菌引起的。

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第3节 病毒的分类

自从1898年贝杰林克(Beijerinck)首次提出“病 毒”的概念以来,已经过去100多年时间。国际 病毒分类委员会(International Comittee on Taxonomy of Viruses, ICTV)已提出和多次修订了 病毒的命名和分类原则,并且建立了由目、科 (亚科)、属和种分类阶元构成的病毒分类系统。 目前病毒分类学这一门重要的基础学科已开始走 向完善和逐渐成熟起来。






均来自宿主细胞。脂质主要存在于囊膜,主要 是 磷 脂 ( 约 50% ~ 60%) , 其 次 是 胆 固 醇 ( 约 20%~30%)。用脂溶剂可去除囊膜中的脂质,使 病毒失活。因此常用乙醚或氯仿处理病毒,再 检测其活性,以确定病毒是否有囊膜。 糖类一般是以糖蛋白形式存在,是某些病毒纤 突的成分,如流感病毒的血凝素(H)、神经氨 酸酶(N)等,与病毒吸附细胞受体有关。
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⑦ 对除脂溶剂以外的理化因子的敏感性; ⑧ 流行病学的特征。 1966年 在莫斯科举行的第九届国际微生物 学会上成立了国际病毒命名委员会 (International Committee on Nomenclature of Viruses, ICNV),并通过 了上述 新的8项分类原则。

二、病毒的基本特征

1、无细胞结构; 2、只含有1种核酸:DNA或RNA; 3、没有核糖体和转移RNA(tRNA),也没有合成 蛋白质所必需的酶,必须严格细胞内寄生; 4、病毒的增殖方式为复制,而是在宿主细胞内合 成大量组分,通过装配而增殖; 5、对抗生素不敏感;绝大多数病毒在不同程度上 对干扰素敏感。 6、有些病毒的核酸能整合到宿主细胞的DNA中, 从而诱发潜伏性感染或肿瘤性疾病。
第2节 病毒的化学组成

病毒的化学组成包括三类物质:核酸、蛋白质及脂 类与糖,前两种是最主要的成分。病毒的核酸分 两大类,DNA或RNA,二者不同时存在。



可分单股 或双股 、线状或环状 、分节段 或不 分节段,分节段可称为多分子,不分节段则为单 分子。DNA病毒多数为双股、线状,少数为双股环 状,或单股环状,如圆环病毒。RNA病毒多数为单 股线状,不分节段:少数分节段,少数RNA病毒为 双股线状,分节段,如呼肠孤病毒。
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