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1、HIV病毒结构、复制、致病机理及研究进展2013级生物技术基地一班刘雨桐摘要：本文简要介绍了HIV病毒的形态结构基因组及其编码的蛋白，重点论述了HIV的复制和基因表达调控，并扼要阐述了HIV的致病机理以及艾滋病的研究治疗进展。关键词：HIV；形态结构；复制；基因表达调控；致病机理；研究进展引言：人类免疫缺陷病毒（HIV），俗称艾滋病（AIDS）病毒，诱发人类获得性免疫缺陷综合症。HIV病毒属反转录病毒的一种。已发现人类免疫缺陷病毒主要有两种，即HIV-Ⅰ和HIV-Ⅱ。有关HIV的研究主要是针对HIV-Ⅰ进行的。一．H
2、IV病毒结构①组织结构通过电子显微镜观察，HIV-1和HIV-2都具有慢病毒(1entivirus)种属的特征。病毒粒子直径100～200nm，主要由Env蛋白、Gag蛋白和Pol蛋白构成。HIV外层为脂质包膜，包膜蛋白由env基因编码的外膜蛋白gpl20(externalprotein，SU)和跨膜蛋白gp41(transmembraneprotein，TM)组成，gpl20通过非共价键与gp41相连，gp41是穿过Env脂质双层的跨膜蛋白。Gag蛋白包括3个结构性蛋白：基质蛋白(MAp17)、衣壳蛋白(CAp24
3、)和核壳蛋白(NCp15)。酰胺化(myristoylated)的基质蛋白MA附着于病毒包膜的内部，对病毒的完整性至关重要，也是Env蛋白包装到成熟病毒颗粒中所必需的；中层为由衣壳蛋白CA组成的圆锥形核心；核心内部为病毒基因组RNA分子、逆转录酶(p64)、整合酶(p32)、蛋白酶(pl0)及与RNA结合的核壳(nucleocapsid)蛋白p9和p6。HIV病毒核心内的RNA是两个拷贝的单股正链RNA(ssRNA)，两个单体在5’端借氢键结合成二聚体，每个RNA基因组的长度约为9．8kb。在5'端有一帽结构(m7G
4、5PPP5'GmpNp)，3'端有polyA尾。核酸：两条相同单正链RNA与核衣壳蛋白(P7)结合，形成双体结构核衣壳衣壳：双层内层为衣壳蛋白（P24)外层为内膜蛋白（P17)形态结构包膜:脂质双层刺突:gp120,gp41②基因组结构HIV-1的核酸(RNA)约含9．8kb的碱基，其主要基因结构与其他逆转录病毒相同，两端为长末端重复序列(10ngterminalrepeat．，LTR)，编码主要结构蛋白的基因从5'端到3'端依次为gag、pol和env。此外还包括6个辅助性基因，其中两个是调控基因tat和rev，4
5、个是表达辅助蛋白的基因vpr、vpu、nef和vif。HIV-2无vpu基因，但含有另一个基因Upx。HIV基因组两端的长末端重复序列不编码病毒蛋白，但对病毒基因表达的起始和调节至关重要，其上有许多细胞转录因子结合位点，可分为调节单位、核心转录单位和反式作用元件单位(TAR)3个不同的调控功能区。基因产物功能Gag核心蛋白Pol多种酶功能Env包膜蛋白Tat（Tat-3、Ta）RNA沉默抑制因子，转录激活子Rev(Art、Trs)调控RNA剪切和运输，与RRE结合曾加env的翻译Vif侵染因子，病毒在巨噬细胞扩散中所
6、必需Vpr(R)增加病毒复制Vpu辅助病毒组装和释放，以及gp160/CD4复合体的解聚Nef形成同源二聚体，引起多效应性的影响，如负调控CD4二．HIV病毒复制过程①复制方式HIV主要侵染人体的T淋巴细胞及巨噬细胞,并通过病毒膜蛋白gp120与细胞表面的CD4受体蛋白结合。 首先,病毒体的包膜糖蛋白刺突gp120与细胞表面受体CD4吸附。然后录酶以病毒RNA为模板,借宿主的tRNA作为引物,产生互补负股DNA,构成RNANA杂交体。杂交体中的亲代RNA由RNA酶H水解去除.再由负股DNA产生正股DNA,从而形成双股
7、DNA。双股DNA环化后,由胞浆移行到胞核内。在病毒整合酶的作用下,病毒基因组整合入细胞染色体中,整合的前病毒转录出单一的RNA前体,有些RNA前体拼接而形成病毒的mRNA,翻译形成病毒的结构蛋白和非结构蛋白,另一些RNA前体经加帽加尾作为病毒的子代基因组RNA,与结构蛋白装配成核衣壳。最后病毒核衣壳经过细胞膜以出芽方式形成完整病毒体释放到细胞外。吸附、穿入细胞:刺突(gp120)＋细胞受体(CD4)和共受体(CXCR4、CCR5)，膜融合(gp41);脱壳:胞浆内,释放RNA;逆转录:胞浆内,逆转录酶,RNA酶H;
8、RNA(＋)→cDNA(-)→RNA:DNA杂交体→dsDNA→细胞核整合至宿主细胞染色体:细胞核内,整合酶,形成前病毒；前病毒活化:LTR(启动子,增强子),RNA多聚酶Ⅱ;（脱壳）（潜伏感染）（装配施放）②基因表达调控、转录调控细胞因子和病毒因子共同完成对HIV基因表达的调控，包括转录和转录后两个水平。HIV基因分成早期基因和晚期基因，早期
