Togaviridae

Virus se řadí mezi obalené viry (má membránovou schránku), přičemž se na membráně (o průměru 65-70 nm) vyskytuje 80 špic složených z trojic heterodimerů glykoproteinů E1 a E2, společně s menším proteinem 6K. Membrána je bohatá na cholesterol a sfingolipid, což jsou složky nezbytné pro vstup a výstup z buňky. Kapsid je sférický (ikosahedrický) o průměru 35-40 nm a skládá se z 240 podjednotek, (T=4). Molekulová váha je 52×10^6 d a hustota je 1,22 gramů na čtverečný centimetr.

Genom tvoří jedna molekula jednovláknové RNA s pozitivní polaritou o délce 9,7 (rubivirus) nebo 11,8 (alphavirus) kb a o mol.hm. 4 x 106. Nestrukturní proteiny (replikáza) jsou umístěné na 5' konci, zaujímající zhruba 2/3 délky genomu, zatímco strukturní (kapsidový protein a 3 obalové proteiny) jsou v poslední třetině, na 3' konci. Obě tyto skupiny jsou překládány jako polyprotein, který je následně rozštěpen. Genom je očepičkován a polyadenylován. nestrukturní proteiny jsou překládány rovnou z genomu, zatímco strukturní proteiny jsou překládány z subgenomické mRNA. Na začátku genomu je průměrně 59 nukleotidů dlouhá nepřekládaná oblast, zatímco na konci je dlouhá průměrně 322 nukleotidů.

Proteom togavirů se seskládá z několika proteinů, které jsou translatovány v nestrukturním polyproteinu a v strukturním polyproteinu. Oba proteiny jsou schopny se samy rozštěpit a uvolnit tak funkční proteiny.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 540 aminokyselinových zbytků a jako jediný je v asociaci s membránou, skrze palmytolilovaný cystein(420). Protein se však může vázat i hydrofobními zbytky aminokyselin 245-264. Má methyltransferázovou a guanylyltranferázovou aktivitu.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 807 aminokyselinových zbytků. N koncová doména má helikázovou NTP a RNA-TP aktivitu, zatímco C koncová doména má papain-like serinovou proteázovou aktivitu a nefunkční methyltransferázovou aktivitu. Obsahuje také sekvenci, díky které je transportován do jádra, což vysvětluje fakt, že 50 % celkového množství tohoto proteinu je lokalizováno právě v jádře.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 556 aminokyselinových zbytků. Funkce tohoto proteinu zůstávají sporné, avšak ukazuje se, že má roli v RNA syntéze. Zatímco N koncová doména je konzervativní napříč alphaviry, C koncová doména, obsahující asi 200 aminokyselinových zbytků, je bohatá na serinové a threoninové zbytky, které mohou být fosforylované, avšak význam této modifikace je stále nejasný. Protein má k membránám slabou afinitu, avšak asociuje s nimi v případě, že je exprimován v nepřítomnosti dalších nsP.

Tento protein je součástí nestrukturního polyproteinu P123(4). Skládá se z 610 aminokyselinových zbytků. Jde o hlavní replikační protein. Jeho hladina je nižší, kvůli opal stop kodonu v polyproteinu P1234 mezi nsP3 a nsP4. Ukázalo se však, že odstranění tohoto stop kodonu spíše sníží replikaci virové RNA. I když je z větší části homologní s dalšími RdRP, N koncová doména obsahuje úsek, který nemá u jiných replikáz obdoby a slouží zřejmě jako vazebná doména pro ostatní nsP. N konec však také obsahuje tyrosinové zbytky, které zodpovídají za nestabilitu tohoto proteinu a za jeho degradaci. Protein se však stává relativně stabilním v komplexu s ostatními replikačními proteiny.

Tento protein se skládá z 264 aminokyselinových zbytků a jeho úloha je obalení RNA a vytvoření nukleokapsidu. Prostupuje membránou a jeho 33 aminokyselin tvořících C koncovou doménu má strukturu dvou řeckých klíčů a aktivitu serionové proteázy. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 64 aminokyselinových zbytků a je součástí pE2 prekurzoru, jehož součástí je i E2. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 423 aminokyselinových zbytků a je součástí pE2 prekurzoru, jehož součástí je i E3. Je zodpovědný za navázání na receptor. Jeho doména tyr-ala-leu interaguje s hydrofobní kapsou nukleokapsidu. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 439 aminokyselinových zbytků a je zodpovědný za fúzi membrán. Membránou protein prostupuje, avšak dovnitř zasahují pouze 2 aminokyselinové zbytky. Obsahuje fúzní peptid, který je však v heterodimeru s E2 blokován. Tento heterodimer se však v nízkém pH rozpadne, čímž se peptid odkryje. Ten se pak zanoří do cílené membrány (obsahující cholesterol), načež dojde k trimerizaci E1 a masivní konformační změně tohoto glykoproteinu. Trimer má pak za následek deformaci membrány a její spojení s membránou endozomu, čímž vznikne pór, kterým nukleokapsid vnikne do buňky. E1 má také zjevně vlastnosti iontového kanálu, což je důležité pro replikaci. Jde o strukturní protein.

Tento protein se skládá z 55 aminokyselinových zbytků. Zesiluje aktivitu jednotlivých částic. Jde o strukturní protein.

Vir do buňky vstupuje pomocí heparan sulfátu, avšak zdá se, že neslouží jako vstupní receptor, ale pouze jako „záchytný receptor“, díky kterému pak může dojít k interakci se vstupním receptorem. Některé výzkumy také naznačují, že se virulence zvýší, pokud je heparan sulfát z povrchu odstraněn, čímž se zabrání sekvestraci. Poté je indukována endocytóza, načež je translatována replikáza jako polyprotein, který je následně rozštěpen na nsP4 a P123, čímž se zajistí syntéza komplementárního (negativního) řetězce. Následně je z P123 rozštěpen nsP1, čímž se zajistí změna afinity k negativním řetězcům a syntéze pozitivního řetězce. Nakonec je zbytek polyproteinu znovu rozštěpen na nsP2 a nsP3, čímž se zaručí syntéza pozitivního řetězce a subgenomická mRNA. Následně pak dojde k translaci strukturních proteinů (kapsidový protein, E1-3). Virus poté následně vypučí z hostitelské buňky.

• JURAJDA, Vladimír. Nemoci drůbeže a ptactva – virové infekce. 1. vyd. Brno: ES VFU Brno, 2002. 184 s. ISBN 80-7305-436-1. (anglicky)

• Togavirové infekce ptáků

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Togaviridae na Wikimedia Commons