2) гликопротеины, встроенные в липидную оболочку вириона (+)
3) последовательности, необходимые для энкапсидации генома белки, необходимые для встраивания генома вируса в геном клетки
4) белки матрикса и капсида
Область env ретровирусного генома кодирует белок-предшественник оболочечных гликопротеинов. После синтеза он подвергается гликозилированию и протеолитическому расщеплению в клетке-хозяине; у ВИЧ-1 из предшественника gp160 образуются поверхностный гликопротеин gp120 и трансмембранный gp41. Эти белки встраиваются в липидную оболочку вириона, которая формируется из мембраны инфицированной клетки при отпочковывании вирусной частицы.
Поверхностная субъединица связывает клеточный рецептор и корецептор, а трансмембранная субъединица обеспечивает слияние вирусной и клеточной мембран. Поэтому белки Env определяют тропизм ретровируса, способность проникать в определённые типы клеток и являются основными мишенями нейтрализующих антител. Нарушение экспрессии или созревания Env приводит к образованию инфекционно дефектных вирионов, несмотря на сохранение синтеза других вирусных компонентов.
Функции остальных генетических элементов распределены между другими участками генома. Гены gag кодируют структурные белки матрикса, капсида и нуклеокапсида, а pol — протеазу, обратную транскриптазу и интегразу. Длинные концевые повторы и сигнал упаковки генома относятся преимущественно к регуляторным или cis-действующим последовательностям и не являются продуктами области env.
| Элемент ретровируса | Основной продукт или структура | Ключевая функция | Связь с инфекционностью |
|---|---|---|---|
| env | Оболочечные гликопротеины, обычно поверхностная и трансмембранная субъединицы | Распознавание рецепторов и слияние мембран | Определяют проникновение вируса в клетку и тканевой тропизм |
| gag | Белки матрикса, капсида и нуклеокапсида | Формирование сердцевины и упаковка вирусных компонентов | Обеспечивают сборку и стабильность вириона |
| pol | Протеаза, обратная транскриптаза, интеграза | Созревание полипротеинов, синтез ДНК и интеграция провируса | Необходимы для репликации после проникновения в клетку |
| LTR-повторы | Цис-регуляторные последовательности на концах провируса | Регуляция транскрипции и интеграционные сигналы | Влияют на экспрессию вирусных генов, но не кодируют Env |
| Сигнал упаковки Ψ | Некодирующая cis-действующая последовательность РНК | Избирательное включение вирусной РНК в формирующийся вирион | Дефект упаковки снижает образование полноценных частиц |
| Оболочка вириона | Липидный бислой клетки-хозяина с встроенными белками Env | Защита вирусной частицы и взаимодействие с клеткой-мишенью | Чувствительна к детергентам, растворителям и условиям, разрушающим мембраны |
Экспрессия Env происходит в инфицированной клетке и включает синтез, гликозилирование, транспорт к плазматической мембране и протеолитическое созревание. В лабораторной диагностике наличие антител или антигенов оболочечных белков используется при выявлении ретровирусной инфекции, хотя подтверждение обычно требует комплекса серологических и молекулярных методов. Генетические вариации env могут изменять антигенность, рецепторную специфичность и чувствительность к нейтрализующим антителам. Таким образом, именно env связывает строение оболочки ретровируса с его клеточным тропизмом и механизмом проникновения.