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1、病毒和朊病毒病毒和朊病毒生物学导论I：分子、细胞与生物的发育Shanghai Jiao Tong UniversityNo.2一、病毒的发现和研究历史一、病毒的发现和研究历史1886年，年，A. Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病；发现具有传染性的烟草花叶病；1892年，年，D. Ivanovsky:烟草花叶病病原体能通过细菌滤器：烟草花叶病病原体能通过细菌滤器： 一种能通过细菌滤器的一种能通过细菌滤器的”细菌毒素细菌毒素”或或极小的细菌极小的细菌1898年，年，M W Beijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：对烟草花叶病病原体的研究结果： 能通过细菌滤器；能通过细菌滤器； 可被
2、乙醇沉淀而不失去其感染性，可被乙醇沉淀而不失去其感染性， 能在琼脂凝胶中扩散；能在琼脂凝胶中扩散； 用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；比细菌小的具有传染性的活的流质（比细菌小的具有传染性的活的流质（contagium vivum fluidumcontagium vivum fluidum）Shanghai Jiao Tong UniversityNo.31900年前后，包括口蹄疫（年前后，包括口蹄疫（foot and mouth disease）在内的）在内的多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。多种动植
3、物疾病病原体的滤过性特性被证明。filterable viruses（滤过性病毒）（滤过性病毒）viruses（病毒）（病毒）19351935年，年，W M StanleyW M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；首次提纯并结晶了烟草花叶病毒； BawdenBawden等证明烟草花叶病毒的本质为等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白核蛋白；19401940年，年，KauscheKausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒；首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒；Shanghai Jiao Tong UniversityNo.4禽流感病毒正在侵染细胞（禽流感病毒正在侵染细胞（20072007年）
4、年）病毒学（病毒学（VirologyVirology）：研究病毒（）：研究病毒（virusvirus）的本质及其与）的本质及其与宿主的相互作用的科学。宿主的相互作用的科学。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.5例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成，）构成，故可把它们视为核蛋白分子故可把它们视为核蛋白分子。二、病毒的特点和定义二、病毒的特点和定义特点特点1）不具有细胞结构不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。，具有一般化学大分子的特征。2）一种病毒的）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸毒粒内只含有一种核酸，DN
5、A或者或者RNA。3）没有催化能量代谢的酶或酶系极不完全，）没有催化能量代谢的酶或酶系极不完全，不能进行独立不能进行独立的代谢作用的代谢作用。4）严格的活细胞内寄生严格的活细胞内寄生，必须依赖宿主细胞进行自身的核，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代。酸复制，形成子代。5）个体微小个体微小，在电子显微镜下才能看见。，在电子显微镜下才能看见。6）对大多数抗生素不敏感对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。，对干扰素敏感。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.6Shanghai Jiao Tong UniversityNo.7单细胞微生物与病毒性质的比较单细胞微生物与
6、病毒性质的比较a DNAa DNA病毒和病毒和RNARNA病毒中的一部分病毒中的一部分; ;b 利福平可抑制痘病毒复制利福平可抑制痘病毒复制Shanghai Jiao Tong UniversityNo.9病毒的定义病毒的定义迄今仍无一个科学而严谨的定义迄今仍无一个科学而严谨的定义病毒为具有独立于其宿主进化史的绝对细胞内寄生物，它的病毒为具有独立于其宿主进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNADNA或或RNARNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化（基因组被其所编码的蛋白质壳体化（encapsidationencapsidation）。）。-（FieldsFields等，等，19901990年）年）非
7、细胞生物非细胞生物（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分亚病亚病毒毒类病毒：只含具侵染性的类病毒：只含具侵染性的RNA组分组分卫星卫星RNA：只含有不具侵染性的：只含有不具侵染性的RNA组分组分朊病毒（普列昂）：只含蛋白质朊病毒（普列昂）：只含蛋白质Shanghai Jiao Tong UniversityNo.10三、病毒的宿主范围及其多样性三、病毒的宿主范围及其多样性病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性噬菌体（噬菌体（phage）植物病毒（植物病毒（plant viruses）动物病毒（动物病
8、毒（animal viruses）Shanghai Jiao Tong UniversityNo.11 - -形态：形态：最小：细小病毒（最小：细小病毒（20nm20nm）最大：痘病毒（最大：痘病毒（300nm300nm）最长：线状病毒（最长：线状病毒（800-900nm,800-900nm,最长：最长：14000nm14000nm）核酸类型：核酸类型：DNA/RNADNA/RNA；单链；单链/ /双链双链/ /部分单链；线状部分单链；线状/ /环状。环状。病毒的多样性病毒的多样性Shanghai Jiao Tong UniversityNo.12四、病毒的培养和纯化四、病毒的培养和纯化1 1
9、、病毒的培养、病毒的培养噬菌体噬菌体细菌培养物细菌培养物培养液培养液营养琼脂平板营养琼脂平板细菌培养液变清亮细菌培养液变清亮细菌平板成为残细菌平板成为残迹平板迹平板二元培养物法二元培养物法噬菌体经过适当稀释再接种细菌平板，培养噬菌体经过适当稀释再接种细菌平板，培养后在菌苔上可形成圆形局部透明区域，即后在菌苔上可形成圆形局部透明区域，即噬噬菌斑菌斑(plague)(plague)如同对细菌计数一样，形成的噬菌斑也可用如同对细菌计数一样，形成的噬菌斑也可用于对噬菌体的数目进行估算。于对噬菌体的数目进行估算。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.14Shanghai Jia
10、o Tong UniversityNo.15动物病毒的培养：动物病毒的培养：1、实验动物、实验动物2、鸡胚、鸡胚3、多种细胞培养、多种细胞培养Shanghai Jiao Tong UniversityNo.16免疫缺陷免疫缺陷动物物(SCID (SCID 小鼠）小鼠）对病毒感染无免疫排斥可接入人的免疫细胞等，使之具有人的免疫功能，用于研究HIV、疱疹病毒等与免疫系统的相互关系SCID：severe combined immunodeficient Shanghai Jiao Tong UniversityNo.17鸡胚的构造和病毒培养羊膜腔羊膜腔尿囊腔尿囊腔卵黄囊卵黄囊尿囊绒膜尿囊绒膜单纯疱疹
11、病毒单纯疱疹病毒痘病毒痘病毒劳氏肉瘤病毒劳氏肉瘤病毒流感病毒流感病毒腮腺炎病毒腮腺炎病毒单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒流感病毒流感病毒腮腺炎病毒腮腺炎病毒新城疫病毒新城疫病毒鸟类腺病毒鸟类腺病毒Shanghai Jiao Tong UniversityNo.18Shanghai Jiao Tong UniversityNo.191、病毒的培养若标本经过适当稀释进行接种并辅以若标本经过适当稀释进行接种并辅以染色处理，病毒可在培养的细胞单层染色处理，病毒可在培养的细胞单层上形成肉眼可见的局部病损区域，即上形成肉眼可见的局部病损区域，即蚀斑（蚀斑（plaque）或称空斑）或称空斑。大多数动物病毒感染敏感细
12、胞培养层能引大多数动物病毒感染敏感细胞培养层能引起其显微表现的改变，即起其显微表现的改变，即致细胞病变效应致细胞病变效应（cytopathic effect,CPE），例如细胞聚，例如细胞聚集成团、肿大、圆缩、脱落，细胞融合形集成团、肿大、圆缩、脱落，细胞融合形成多核细胞，细胞内出现包涵体成多核细胞，细胞内出现包涵体（inclusion body），乃至细胞裂解等。），乃至细胞裂解等。 细胞培养层细胞培养层Shanghai Jiao Tong UniversityNo.20植物病毒的培养植物病毒的培养植物病毒敏感植物叶片产生坏死斑，或称枯斑Shanghai Jiao Tong Universi
13、tyNo.21 蛋白质提纯方法蛋白质提纯方法（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等）（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、离子交换等）2 2、 病毒纯化病毒纯化标准标准纯化的病毒应保持感染性纯化的病毒应保持感染性病毒是有感染性的生物体病毒是有感染性的生物体病毒具有化学大分子的属性病毒具有化学大分子的属性纯化的病毒应具有理化性质均一性纯化的病毒应具有理化性质均一性方法方法主要化学组成为蛋白质主要化学组成为蛋白质具有一定的大小、形状和密度具有一定的大小、形状和密度差速离心差速离心梯度离心梯度离心（超速离心超速离心）Shanghai Jiao Tong UniversityNo
14、.22四、四、 毒粒的性质毒粒的性质毒粒（病毒颗粒）：毒粒（病毒颗粒）：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。感染性形式。一团能够自主复制的遗传物质一团能够自主复制的遗传物质蛋白质外壳蛋白质外壳 包膜包膜Shanghai Jiao Tong UniversityNo.231、毒粒的形态、毒粒的形态病毒的大小和形状病毒的大小和形状个体小，必需在电镜下观察；个体小，必需在电镜下观察；不同病毒的毒粒大小差别很大；不同病毒的毒粒大小差别很大；形状：形状：球形球形（或称拟球形颗粒）（或称拟球形颗粒） 杆状杆状 等少数几类。等少数几类。 复杂形状复杂形状（如蝌蚪状，卵
15、形）（如蝌蚪状，卵形） Shanghai Jiao Tong UniversityNo.24采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构采用各种电镜技术观察毒粒的形态结构Orf virus：口疮病毒口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒接触性脓疱皮炎病毒)（负染技术）负染技术）Ebola virus ：埃博：埃博拉病毒（正染技术）拉病毒（正染技术）Vaccinia virus 痘病毒痘病毒（投影技术）（投影技术）Shanghai Jiao Tong UniversityNo.252 2、毒粒的壳体结构、毒粒的壳体结构壳体或衣壳（壳体或衣壳（capsid）：）：包围着病毒核酸的蛋白质外壳包围着病毒核酸的蛋白质外壳壳
16、体结构类型壳体结构类型螺旋对称螺旋对称二十面体对称二十面体对称双对称双对称Shanghai Jiao Tong UniversityNo.26螺旋对称壳体：螺旋对称壳体：亚基有规律地沿着中心轴亚基有规律地沿着中心轴（核酸）呈螺旋排列，进（核酸）呈螺旋排列，进而形成高度有序、对称的而形成高度有序、对称的稳定结构。稳定结构。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.27例：烟草花叶病毒例：烟草花叶病毒Shanghai Jiao Tong UniversityNo.28二十面体对称壳体：二十面体对称壳体：蛋白质亚基围绕具立方对称的正蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列
17、，进而形成多面体的角或边排列，进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。一个封闭的蛋白质的鞘。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.29若以一定数目的亚基排列成具有一定表面若以一定数目的亚基排列成具有一定表面积的立方对称实体，以二十面体容积为最积的立方对称实体，以二十面体容积为最大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳体多取二十面体对称（体多取二十面体对称（icosahedral symmetry）结构。）结构。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.30具有双对称结构的典型例子是具有双对称结构的典型例子是有尾噬菌体有尾噬菌
18、体（tailed phagetailed phage）, ,其壳体由头部和其壳体由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的尾部组成。包装有病毒核酸的头部头部通常呈通常呈二十面体对称，尾部二十面体对称，尾部呈呈螺旋对称螺旋对称。双对称结构双对称结构/ /复杂对称：复杂对称：Shanghai Jiao Tong UniversityNo.313 3、 病毒的包膜结构病毒的包膜结构蛋白质壳体蛋白质壳体 + 核酸（核心），又称核衣壳。核酸（核心），又称核衣壳。核壳体（核壳体（nucleocapsid）：）：裸露毒粒（裸露毒粒（naked virion）：仅由核衣壳构成的病毒颗粒）：仅由核衣壳构成的病毒颗粒包膜
19、（包膜（envelope）：）：核衣壳外的一层脂蛋白膜，由宿主细胞膜衍生而来核衣壳外的一层脂蛋白膜，由宿主细胞膜衍生而来作用：作用：保护病毒核壳；保护病毒核壳； 启动病毒感染；启动病毒感染；Shanghai Jiao Tong UniversityNo.32病毒包膜的基本结构与生物膜相病毒包膜的基本结构与生物膜相似，是似，是脂双层膜脂双层膜。在包膜形成时，细胞在包膜形成时，细胞膜蛋白膜蛋白被病被病毒的包膜糖蛋白取代。毒的包膜糖蛋白取代。刺突刺突（spikespike）：包膜或核衣壳）：包膜或核衣壳上的突起。上的突起。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.34有包膜的二
20、十面体毒粒；有包膜的二十面体毒粒；裸露的二十面体毒粒裸露的二十面体毒粒Shanghai Jiao Tong UniversityNo.35有包膜的螺旋毒粒有包膜的螺旋毒粒裸露的螺旋毒粒；裸露的螺旋毒粒；Shanghai Jiao Tong UniversityNo.36复杂对称的病毒复杂对称的病毒Vaccinia virus 痘病毒痘病毒在病毒中体积最大，在光学显微镜在病毒中体积最大，在光学显微镜下勉强可见。下勉强可见。有尾噬菌体有尾噬菌体Shanghai Jiao Tong UniversityNo.37ii.Shanghai Jiao Tong UniversityNo.422008年年诺
21、贝尔奖德国科学家哈拉尔德楚尔豪森因发现人乳突淋瘤病毒人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌获此殊荣； 两名法国科学家弗朗索瓦丝巴尔西诺西和吕克克蒙塔蒙塔尼尼因发现人人类免疫缺陷病毒免疫缺陷病毒获此殊荣。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.44五、毒粒的化学组成五、毒粒的化学组成毒粒毒粒（化学组成）（化学组成）核酸；核酸；蛋白质；蛋白质；脂类；脂类；碳水化合物；碳水化合物；基本化学组成基本化学组成Shanghai Jiao Tong UniversityNo.451 1、病毒的核酸、病毒的核酸t 核酸是病毒的遗传物质；核酸是病毒的遗传物质；t 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：一种病
22、毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是或是RNA；病毒核酸病毒核酸单链单链DNA（ss DNA）；）；双链双链DNA（ds DNA）；）；单链单链RNA（ss RNA）；）；双链双链RNA（ds RNA）；）；Shanghai Jiao Tong UniversityNo.462 2、病毒的蛋白质、病毒的蛋白质病毒蛋白质病毒蛋白质结构蛋白结构蛋白非结构蛋白非结构蛋白病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。白质。构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必构成一个形态成熟的有感染性的病毒
23、颗粒所必需的蛋白质。需的蛋白质。壳体蛋白；壳体蛋白；包膜蛋白；包膜蛋白；存在于毒粒中的酶；存在于毒粒中的酶；参与病毒的入侵或复制参与病毒的入侵或复制（如逆转录酶等）（如逆转录酶等）；保护作用保护作用启动感染启动感染（决定感染的特异性）（决定感染的特异性）Shanghai Jiao Tong UniversityNo.47六、六、 病毒的复制病毒的复制病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配（病毒组分装配（as
24、semblyassembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replicationreplication）。）。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.48 1 1）感染宿主细胞；）感染宿主细胞； 2 2）病毒核酸复制与表达；）病毒核酸复制与表达； 3 3）产生子代病毒基因组和新的蛋白质；）产生子代病毒基因组和新的蛋白质； 4 4）组分装配（）组分装配（assemblyassembly）成子代毒粒；）成子代毒粒； 5 5）释放到细胞外；）释放到细胞外； 6 6
25、）重复上述过程；）重复上述过程；病毒的复制过程（复制周期）病毒的复制过程（复制周期）Shanghai Jiao Tong UniversityNo.492、病毒感染的起始、病毒感染的起始1 1）吸附：）吸附：毒粒毒粒敏感细胞敏感细胞随机碰撞而接触（静电引力或氢键）随机碰撞而接触（静电引力或氢键）可逆吸附，无特异性可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）（非细胞颗粒也可吸附）病毒表面蛋白与细胞受体的结合病毒表面蛋白与细胞受体的结合特异性，不可逆吸附，特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段启动病毒感染的第一阶段吸附于大肠杆菌上的噬菌体吸附于大肠杆菌上的噬菌体Shanghai Jiao Tong
26、 UniversityNo.512 2）侵入：）侵入：侵入又称侵入又称病毒内化病毒内化，一个病毒吸附后几乎立即发生，一个病毒吸附后几乎立即发生，是一个依赖于能量的感染步骤。是一个依赖于能量的感染步骤。不同的病毒不同的病毒- -宿主系统的病毒侵入机制不同宿主系统的病毒侵入机制不同Shanghai Jiao Tong UniversityNo.52有尾噬菌体的侵入方式：注射方式将噬菌体核酸注入细胞有尾噬菌体的侵入方式：注射方式将噬菌体核酸注入细胞通过尾部刺突固着于细胞；通过尾部刺突固着于细胞；尾部的尾部的酶酶水解细胞壁，产生小孔；水解细胞壁，产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内；尾鞘收缩
27、，核酸通过中空的尾管压入胞内；吸附吸附尾钉固着尾钉固着尾鞘收缩尾鞘收缩尾管穿入尾管穿入DNA注入注入存在于毒粒中的酶存在于毒粒中的酶Shanghai Jiao Tong UniversityNo.53动物病毒的侵入方式：动物病毒的侵入方式：病毒穿过细胞膜的移位方式；病毒穿过细胞膜的移位方式； 细胞的内吞功能；细胞的内吞功能；毒粒包膜与细胞质毒粒包膜与细胞质 膜的融合；膜的融合；Shanghai Jiao Tong UniversityNo.54Shanghai Jiao Tong UniversityNo.55植物病毒的侵入方式：植物病毒的侵入方式： 通过机械损伤所形成的通过机械损伤所形成的微
28、伤口微伤口进入细胞；或者靠携带有进入细胞；或者靠携带有病毒的媒介，主要靠是有病毒的媒介，主要靠是有吮吸式口器的昆虫吮吸式口器的昆虫取食将病毒带入取食将病毒带入细胞。细胞。 植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒核酸可通过核酸可通过病毒编码的运动蛋白（病毒编码的运动蛋白（movement proteinmovement protein）与胞）与胞间连丝的相互作用间连丝的相互作用从受染细胞进入邻近细胞。从受染细胞进入邻近细胞。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.563）脱壳：）脱壳：脱壳是病毒侵入后，病毒的包膜和
29、脱壳是病毒侵入后，病毒的包膜和/或壳体或壳体除去而放出病毒核酸的过程。除去而放出病毒核酸的过程。T-偶数噬菌体脱壳与侵入是一起发生的偶数噬菌体脱壳与侵入是一起发生的动物病毒存在不同的结构类型和不同的侵入方式，动物病毒存在不同的结构类型和不同的侵入方式，其脱壳过程也较复杂。其脱壳过程也较复杂。病毒的毒粒消失，失去原有的感染性，进入潜隐期。病毒的毒粒消失，失去原有的感染性，进入潜隐期。Shanghai Jiao Tong UniversityNo.573、病毒大分子的合成、病毒大分子的合成病毒基因组进入胞内病毒基因组进入胞内 病毒利用宿主的生物合成能力，使病毒核酸表达病毒利用宿主的生物合成能力，使
30、病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。病毒生物合成的第一步是病毒mRNA的合成dsDNA virus (class I): 与寄主基因组相同的方式产生mRNA和复制DNA。ssDNA virus (class II): 先合成一条双链DNA，这条双链DNA指导DNA复制与mRNA合成。ssRNA(+) virus (class IV): 可直接作为mRNA使用。ssRNA(-) virus (class V) : 以此为模板合成mRNA反转录病毒 (class VI): 属RNA病毒，通过反转录产生双链DNA中间媒介，再以此指导mRNA与病毒基因组
31、的合成dsRNA virus (class III): 以其中一条链为模板合成mRNAViruses in Class VII (ds DNA) 通过一条RNA中间体来合成DNA，需要反转录酶。但与I类病毒以相同方式产生mRNA.Shanghai Jiao Tong UniversityNo.59病毒生物合成的第一步病毒生物合成的第一步是病毒是病毒mRNA的合成的合成特异性酶蛋白及蛋白质特异性酶蛋白及蛋白质外壳的合成外壳的合成Shanghai Jiao Tong UniversityNo.604、病毒的装配与释放、病毒的装配与释放新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒，称做新合成的毒粒结构组
32、分组装成完整的病毒颗粒，称做病毒的装配，病毒的装配，亦称成熟（亦称成熟（maturationmaturation）或形态发生（）或形态发生（morphogenesismorphogenesis）。）。成熟的子代病毒颗粒依一定途径释放到细胞外成熟的子代病毒颗粒依一定途径释放到细胞外病毒的释放标志病毒复制周期结束病毒的释放标志病毒复制周期结束Shanghai Jiao Tong UniversityNo.61七、七、朊病毒病毒 Prions蛋白蛋白质感染性因子，其胞外形式只含有蛋白感染性因子，其胞外形式只含有蛋白质而而无核酸（无核酸（可以引起同种或异种蛋白可以引起同种或异种蛋白质构象改构象改变而而
33、致病或功能改致病或功能改变）。）。可引起可引起动物物脑部疾病部疾病bovine spongiform encephalopathy (mad cow desease)牛海牛海绵状状脑病病(疯牛病牛病)Human KuruHuman Cretzfeldt-Jakob Disease (CJD)人的库鲁病人的库鲁病(kuru)、克雅氏病、克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等等羊搔痒症羊搔痒症(scrapie)牛海绵状脑病牛海绵状脑病(spongiform encephalopathy)Shanghai Jiao Tong UniversityNo.63疯疯牛病
34、牛病最先在澳大利最先在澳大利亚的殖民国新几内的殖民国新几内亚发现的，开始是人有此的，开始是人有此症状，后来症状，后来发现此病与牛有关，此病与牛有关，经研究病因是牛海研究病因是牛海绵状状脑病的病的发作，病程一般作，病程一般为14天至天至6个月，其神个月，其神经症状可分症状可分为三三个个类型。：型。：1. 最常最常见的是精神状的是精神状态的改的改变，如恐惧、暴怒和神，如恐惧、暴怒和神经质。 2. 3的病例出的病例出现姿姿势和运和运动异常，通常异常，通常为后肢共后肢共济失失调、颤抖和倒下。抖和倒下。 3. 90的病例有感的病例有感觉异常，表异常，表现多多样，但最明，但最明显的是触的是触觉和听和听觉减
35、退。减退。 大部分患牛（大部分患牛（87）出）出现的的临诊症状可分症状可分为以上三种。以上三种。这与中枢神与中枢神经系系统的弥漫性病的弥漫性病变相一致。相一致。 Shanghai Jiao Tong UniversityNo.64朊病毒致病机理病毒致病机理 Neuronal cells produce normal prion protein (PrPc) in cell. Abnormally folded prion protein (PrPsc) can catalyze refolding of PrPc to PrPsc. PrPsc is protease resistant, i
36、nsoluble, and forms aggregates in neural cells. This eventually leads to destruction of neural tissues and neurological symptoms.其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrPPrP c c改变折叠状态为改变折叠状态为PrPPrP sc sc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。Prusiner (1982)Prusiner (1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵染颗粒提出羊搔痒病因子是
37、一种蛋白质侵染颗粒（proteinaceous infectious particleproteinaceous infectious particle），并将之称做），并将之称做PrionPrion或或VirinoVirino。 朊病毒朊病毒1997年，年，Stanley B. Prusiner荣获诺贝尔奖荣获诺贝尔奖Shanghai Jiao Tong UniversityNo.67朊病毒不仅与人类健康、家畜朊病毒不仅与人类健康、家畜饲养关系密切，而且可为研究饲养关系密切，而且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。要信息。就生物理论而言，朊病毒的复就生物理论而
38、言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这必将对探索蛋白质为模板，这必将对探索生命的起源与生命现象的本质生命的起源与生命现象的本质产生重大的影响。产生重大的影响。研究朊病毒的意义研究朊病毒的意义Shanghai Jiao Tong UniversityNo.68 八、八、类病毒和病毒和卫星病毒星病毒类病毒是一病毒是一类小分子的小分子的环状状单链RNARNA分子分子大小：大小： 246 to 399 b. 己己发现的病毒具有高度的同源性（可能有相同的的病毒具有高度的同源性（可能有相同的进化化起源）起源）胞外形式：胞外形式：裸露的裸露的RNA，无蛋白衣壳，无
39、蛋白衣壳，RNA中也无中也无编码蛋白蛋白质的基因的基因Structure of viroids. Single-stranded circular RNA can form a seemingly double-stranded structure by intrastrand base-pairing.类病毒通过伤口进入植物细胞，通过一种植物RNA聚合酶而在寄主细胞核内复制。受染植物可能没有任何症状，也可能出现中度至致死性症状（取决于不同类病毒）Shanghai Jiao Tong UniversityNo.71 卫星病毒星病毒卫星病毒：星病毒：依依赖于于辅助病毒提供复制助病毒提供复制酶进行
40、复制，并且行复制，并且都都编码有壳体蛋白。有壳体蛋白。形形态结构和抗原性不同于构和抗原性不同于辅助病毒，助病毒，基因基因组与与辅助病毒也少有助病毒也少有同源性同源性对辅助病毒的依助病毒的依赖性相当性相当专一。一。卫星星RNARNA：指一些必指一些必须依依赖辅助病毒助病毒进行复制的小分子行复制的小分子单链RNARNA片段，它片段，它们被包装在被包装在辅助病毒的壳体中。助病毒的壳体中。本身本身对辅助病毒不是必需的，且助病毒不是必需的，且与与辅助病毒的基因助病毒的基因组无明无明显同同源性。源性。许多多卫星星RNA能能显著影响其著影响其辅助病毒在宿主中所助病毒在宿主中所产生的症状。生的症状。Shang
41、hai Jiao Tong UniversityNo.72思考题：1.1.什么是病毒粒子（毒粒）？其化学什么是病毒粒子（毒粒）？其化学组成如何？成如何？2.2.病毒的壳体有哪些病毒的壳体有哪些结构构类型？分型？分别有何特点？有何特点？3.3.病毒蛋白病毒蛋白质有哪些有哪些类型和特点？型和特点？4.4.什么是病毒的复制周期？病毒的复制周期有哪什么是病毒的复制周期？病毒的复制周期有哪些些过程？程？5.5.在病毒的侵入在病毒的侵入过程中，噬菌体植物病毒程中，噬菌体植物病毒动物病毒各有何不同？物病毒各有何不同？Shanghai Jiao Tong UniversityNo.73THANK YOU感谢聆听，批评指导2020
