Capsid

IcosahedralEdit

Icosahedrale capsid van een adenovirus

Virus capsid T-nummers

De icosahedrale structuur komt zeer vaak voor bij virussen. De icosaëder bestaat uit 20 driehoekige vlakken die worden begrensd door 12 vijfvoudige hoekpunten en bestaat uit 60 asymmetrische eenheden. Een icosaëdervormig virus bestaat dus uit 60N eiwitsubeenheden. Het aantal en de rangschikking van de capsomeren in een icosahedral capsid kan worden geclassificeerd aan de hand van het “quasi-equivalentieprincipe”, voorgesteld door Donald Caspar en Aaron Klug. Net als de Goldberg-polyeders kan een icosahedrale structuur worden beschouwd als opgebouwd uit pentamers en hexamers. De structuren kunnen worden geïndexeerd door twee gehele getallen h en k, met h ≥ 1 {\displaystyle h\geq 1}

en k ≥ 0 {\displaystyle k\geq 0}

; de structuur kan worden gezien als het nemen van h stappen vanaf de rand van een pentamer, 60 graden tegen de klok in draaien, en dan k stappen nemen om bij de volgende pentamer te komen. Het triangulatiegetal T voor de capsid is gedefinieerd als: T = h 2 + h ⋅ k + k 2 {Displaystyle T=h^{2}+h ⋅ k+k^{2}}

In dit schema bevatten icosahedrale capsiden 12 pentamers plus 10(T – 1) hexamers. Het T-getal is representatief voor de grootte en complexiteit van de capsiden. Geometrische voorbeelden voor vele waarden van h, k, en T zijn te vinden op List of geodesic polyhedra and Goldberg polyhedra.

Vele uitzonderingen op deze regel bestaan: Bijvoorbeeld, de polyomavirussen en papillomavirussen hebben pentamers in plaats van hexamers in hexavalente posities op een quasi-T=7 rooster. Leden van de dubbelstrengs RNA-virussen, waaronder reovirus, rotavirus en bacteriofaag φ6, hebben een kapsidee opgebouwd uit 120 kopieën van het kapsideeiwit, wat overeenkomt met een “T=2” kapsidee, of aantoonbaar een T=1 kapsidee met een dimeer in de asymmetrische eenheid. Evenzo hebben veel kleine virussen een pseudo-T=3 (of P=3) capsid, die is georganiseerd volgens een T=3 rooster, maar met verschillende polypeptiden die de drie quasi-equivalente posities

T-nummers kunnen op verschillende manieren worden weergegeven, bijvoorbeeld T = 1 kan alleen worden voorgesteld als een icosaëder of een dodecaëder en, afhankelijk van het type quasi-symmetrie, kan T = 3 worden voorgesteld als een afgeknotte dodecaëder, een icosidodecaëder, of een afgeknotte icosaëder en hun respectieve dualen een triakis icosaëder, een ruitvormig triacontaëder, of een pentakis dodecaëder.

ProlateEdit

De prolate structuur van een typische kop van een bacteriofaag

Een langgerekte icosaëder is een gangbare vorm voor de koppen van bacteriofagen. Een dergelijke structuur bestaat uit een cilinder met aan beide uiteinden een kapje. De cilinder is opgebouwd uit 10 langwerpige driehoekige vlakken. Het Q-getal (of Tmid), dat elk positief geheel getal kan zijn, specificeert het aantal driehoeken, samengesteld uit asymmetrische subeenheden, die de 10 driehoeken van de cilinder vormen. De kappen worden geclassificeerd aan de hand van het T-getal (of Tend-getal).

De bacterie E. coli is de gastheer voor bacteriofaag T4 die een prolate kopstructuur heeft. Het voor bacteriofaag gecodeerde gp31-eiwit blijkt functioneel homoloog te zijn met het chaparoneiwit GroES van E. coli en in staat te zijn dit te vervangen bij de assemblage van bacteriofaag T4-virionen tijdens infectie. Net als GroES vormt gp31 een stabiel complex met chaperonine GroEL, dat absoluut noodzakelijk is voor de vouwing en assemblage in vivo van het voornaamste capside-eiwit gp23 van de bacteriofaag T4.

HelicalEdit

3D-model van een spiraalvormige capsidestructuur van een virus

Veel staafvormige en filamenteuze plantenvirussen hebben capsiden met spiraalvormige symmetrie. De spiraalvormige structuur kan worden beschreven als een verzameling van n 1-D moleculaire helices die onderling verbonden zijn door een n-voudige axiale symmetrie. De spiraalvormige omzettingen worden in twee categorieën ingedeeld: één-dimensionale en twee-dimensionale spiraalvormige systemen. Het creëren van een volledige schroeflijnstructuur berust op een set translatie- en rotatiematrices die zijn gecodeerd in de eiwitdatabank. Helische symmetrie wordt gegeven door de formule P = μ x ρ, waarbij μ het aantal structurele eenheden per draai van de helix is, ρ de axiale stijging per eenheid en P de steek van de helix. De structuur wordt open genoemd vanwege de eigenschap dat elk volume kan worden ingesloten door de lengte van de helix te variëren. Het meest bekende spiraalvormige virus is het tabaksmozaïekvirus. Het virus is een enkel molecuul van (+)streng RNA. Elk manteleiwit aan de binnenzijde van de helix bindt drie nucleotiden van het RNA-genoom. Influenza A-virussen verschillen doordat zij meerdere ribonucleoproteïnen bevatten; het virale NP-eiwit organiseert het RNA in een spiraalvormige structuur. De grootte is ook verschillend; het tabaksmozaïekvirus heeft een 16,33 eiwitsubeenheden per spiraalvormige draai, terwijl het influenza A-virus een staartlus van 28 aminozuren heeft.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.