Химические свойства зрелых вирусных частиц
(вирионов)
Вирионы простейших вирусов, состоят только из белка и нуклеиновой кислоты. К их числу относятся все фитопатогенные вирусы (подвергавшиеся химическому анализу), многие вирусы, патогенные для животных и человека, возбудители полиэдрических заболеваний насекомых и бактериофаги.
Белки фитопатогенных вирусов. Элементарный химический состав белков вирусов этой группы принципиально не отличается от состава белков других вирусов, бактерий, высших растений и животных.
Белки фитопатогенных вирусов относятся к типу высших белков — глобулинов. В их составе обнаружено до 18 различных аминокислот (аланин, аргинин, цистин, глицин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, валин, тиролин, триптофан, треонин и др.). Все они представлены L-изомерами.
Структурная белковая единица ВТМ – полипептидная цепь которая состоит из 158 аминокислотных остатков. В построении каждой полипептидной цепи ВТМ участвует 16 разных аминокислот. Карбоксильный конец каждой субъединицы представлен треонином. При действии фермента карбоксипептидазы концевой треонин отщепляется от субъединиц, при этом инфекционность вируса не затрагивается. На каждую субъединицу приходится одна маскированная сульфгидрильная группа SH. В поддержании структуры вириона, по-видимому, участвуют также водородные связи.
Обработка ВТМ буфером при рН 10—10,5 при 0° С расщепляет белковую оболочку на низкомолекулярные частицы, сохраняющие в основном нативные свойства. При рН 5 происходит агрегация этого белка в палочковидные частицы различной длины. При изменениях рН процесс обратим и может многократно повторяться. Белковые фракции ВТМ, лишенные РНК, так же как и реагрегированные белковые частицы, неинфекционны.
Нуклеиновые кислоты фитопатогенных вирусов.У фитопатогенных вирусов нуклеиновые кислоты рибозного типа. Различия между рибо- и дезоксирибонуклеиновыми кислотами состоят в химическом составе отвечающих им углеводов и отдельных пиримидиновых оснований. В нуклеиновых кислотах первого типа содержится углевод рибоза, второго типа — дезоксирибоза.
Из пиримидиновых оснований обе нуклеиновые кислоты содержат цитозин, но урацил содержится только в рибонуклеиновых кислотах, а тимин — в дезоксирибонуклеиновых кислотах.
Пуриновые основания — аденин и гуанин — входят в состав обеих нуклеиновых кислот. Соединение какого-либо из перечисленных оснований с рибозой или дезоксирибозой приводит к образованию нуклеозида. Например, аденин в соединении с рибозой образует нуклеозид аденозин. Фосфорные эфиры нуклеозидов представляют собой нуклеотиды, составляющие основные блоки нуклеиновых кислот обоих типов. В соответствии с участвующим в соединении нуклеозидом нуклеотиды представлены адениловой, гуаниловой, цитидиловой, уридиловой и тимидиловой кислотами.
Фитопатогенные вирусы, содержащие нуклеиновые кислоты типа ДНК, пока не обнаружены, хотя существование таких вирусов вероятно. РНК вирусов состоит из цепи нуклеотидов: адениловой, гуаниловой, цитидиловой и уридиловой кислот. Необычные основания отсутствуют. В РНК ВТМ обнаружено железо, содержание которого достигает 8 мг на 100 г РНК.
Содержание отдельных нуклеотидов в РНК разных вирусов различно и постоянно.
У родственных штаммов одного и того же вируса состав нуклеиновых кислот очень близок, и химические различия между штаммами выражаются главным образом в составе аминокислот. Штаммовые различия в РНК могут быть связаны с изменениями в чередовании некоторых нуклеотидов.
При денатурировании вирусного белка фенольной обработкой, действием детергента или нагреванием можно выделить свободную РНК, обладающую инфекционностью.
Белок вируса сам по себе не может вызвать заражения восприимчивого хозяина, поэтому инфекционность вируса, его способность возобновить процесс саморепродукции в восприимчивых клетках является функцией вирусной нуклеиновой кислоты. Вместе с тем в естественных условиях сохранение и распространение вирусных инфекций зависит также от структурных и других свойств вирусного белка.
Инфекционная РНК отличается от целого вируса по ряду признаков: она быстро разрушается ферментом рибонуклеазой, который не действует на вирус; повышенная температура, безразличная для вируса, вызывает ее инактивацию, а антивирусная сыворотка, быстро инактивирующая целый вирус, на нее не действует.