人类免疫缺陷病毒

非细胞型微生物病毒,Characteristics of microbes,根据微生物的进化水平和各种性状上的明显差别，可把它们分为原核微生物、真核微生物、非细胞微生物三大类。,第一节 概述,1886年，A. Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病；1892年俄国学者伊万诺夫斯基首次发现烟草花叶病的感染因子能够通过细菌滤器，并且滤液可感染健康的烟草。,一、病毒的发现和研究历史,能通过细菌滤器可被乙醇沉淀而不失去其感染性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。,1898年，M W Beijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：,比细菌小的、具有传染性的、活的流质（contagium vivum fluidum）,1900年前后，包括口蹄疫（foot and mouth disease）在内的多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。,filterable viruses（滤过性病毒）,viruses（病毒）,F W Twort（1915年）、F dHerelle（1917年），分别发现细菌（Shigella dysenteriae）病毒,1935年，W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒； Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白；1940年，Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒。,二、病毒的特点和定义,1、 不具有细胞结构，没有个体生长，也不进行二均分裂。具有一般化学大分子的特征。,例如：一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成，故可把它们视为核蛋白分子。,2、病毒非常微小，用于衡量病毒的单位是钠米（10-9m）。必须借助电子显微镜才能够观察。,（一）特点,3、严格的活细胞内寄生，能利用宿主细胞的大分子合成机制进行复制表达，从而导致病毒的繁殖。,病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群。,超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生、以复制方式进行繁殖的实体。,（二）定义,根据蛋白亚基的几何排列，可以将壳体分为三种结构类型：螺旋对称壳体、二十面体对称壳体、复合对称壳体。,三、病毒的结构,螺旋壳体外形似具有蛋白质外壁的空心管。最主要的特点是长形，壳体形似一中空柱，用高分辨率电镜可见其表面有精细的螺旋结构。烟草花叶病毒的遗传物质RNA盘绕在壳体内面由蛋白质亚基形成的沟内。,螺旋对称壳体（烟草花叶病毒）,病毒粒子看似小的结晶或球形，实质上是一个多面体，每个面是一个等边三角形。,二十面体对称壳体（腺病毒）,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（icosahedral symmetry）结构。,大肠杆菌的T2、T4、T6噬菌体已经被认真地研究过。其壳体由头部和尾部组成。它们的头类似二十面体，头部含有DNA基因组，其尾部由颈、中空的尾管、包围在尾管外的尾鞘、尾丝和基片组成。,复合对称结构（有尾噬菌体）,噬菌体以注射方式将核酸注入宿主细胞,通过尾部刺突固着于细胞；尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，是细胞壁产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外。,吸附,尾钉固着,尾鞘收缩,尾管穿入,DNA注入,人类免疫缺陷病毒（HIV）的复制,四、病毒的复制,2010年全球感染HIV的个体数量分布图,Total:37million,AIDS 人类获得性免疫缺陷综合征 Acquired immune deficiency syndrome HIV 人类免疫缺陷病毒 Human immune deficiency virus,P196,T细胞,HIV,图片来自Microbioligy,（图片来自Microbioligy，R.Bauman）,包膜糖蛋白,包膜,（图片来自Microbioligy，R.Bauman）,P197,（图片来自Microbioligy，R.Bauman）,（图片来自Microbioligy，R.Bauman）,HIV基因组由2个相同的正链RNA分子组成,逆转录酶,整合酶,蛋白酶,HIV 毒粒结构模式图,LTR,LTR,gag env pol,（图片来自Microbioligy，R.Bauman）,HIV以质膜出芽的形式释放并获得包膜,正在出芽和已经被释放的毒粒的透射电镜照片,HAART highly active anti-retroviral therapy Cocktail therapy,抗HIV药物,针对我们现在已经了解的HIV病毒在宿主细胞中的复制过程，那么从理论上来说，从它吸附、侵入、脱壳、复制、装配、释放整个过程中，哪些环节可以成为抗HIV病毒研究的靶点？,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病毒组分装配成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。,病毒作为一种特殊的生命形式，它的繁殖实质上是病毒基因组在宿主细胞内进行复制表达的结果。,一、病毒的培养二元培养物法,只含有两种微生物的培养物，并且是有意识地保持二者之间特定关系的培养物称为二元培养物，是保存病毒的最有效途径。,第二节 病毒学研究的基本方法,噬菌体,细菌培养物,培养液,营养琼脂平板,细菌培养液变清亮,细菌平板成为残迹平板,若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板，经过一定时间培养，由于局部细胞溶解，在细菌菌苔上可形成圆形局部透明区域，即噬菌斑（plague）。,动物病毒,实验动物,鸡胚,多种细胞培养,细胞被病毒感染后，常常在细胞内形成光镜下可见的小体，称为包涵体，被认为是病毒引起的细胞病变。病毒包涵体形成的部位往往反映病毒增殖的部位。,动物病毒感染敏感细胞培养产生的致细胞病变效应,蛋白质提纯方法（盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、凝胶层析、