第二节 病毒的结构

多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状， 少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。
不同病毒间差异很大，从十几纳米到十
几微米不等。最小的动物的猪圆环病毒 （Porcine circo-virus，PCV）直径仅 17nm； 最大的动物痘病毒 （Poxviruses）大小达300-450×170260nm。 2004年10月14日法国两位科学家的研究 发现，米米病毒(Mimivirus)寄生在水 生单细胞动物阿米巴变形虫中，是病毒 界里的大怪物，直径有800纳米。
（二）病毒的衣壳对称性 病毒的壳体有三种Fra bibliotek构对称类型，与之
相对应，病毒颗粒的形状大致可分为三 种类型。但还与囊膜有无有关。
壳体对称类型：
螺旋对称（Helical
Symmetry）：蛋白质亚基
沿中心轴呈螺旋排列，形成高度有序、对称的稳 定结构。
二十面体对称（
Icosahedral Symmetry ） ：

一般病毒的大小只有10-100纳米，即便是
较大的病毒，如天花病毒，也只有300纳米。 而米米病毒直径有800纳米，其英文名 字全称是Mimick-ing microbe virus，意 思是“酷似细菌的病毒”。 它那巨大的“身型”，几乎与一些小 型的细菌大小相当，因而在当年被各国媒 体大肆宣传。
⑶构成毒粒酶的蛋白质 ：毒粒酶根据功能
大致分为两类： T4 噬菌体的溶菌酶参与病毒 进入、释放等过程；逆转录病毒的逆转录酶 参与病毒的大分子合成 3．V pro抗原性 4．V pro的毒性作用
三.病毒的酶
四.病毒的脂质 含脂质V有三种特征：（1）病毒颗粒的结构上， 内部有核蛋白的核心，外部则有包膜。包膜有脂 质，pro及糖类组成， （2）新增殖V在宿主C膜等部位成熟，然后以伢 生方式释放；（3）大多数含脂质的V对有机溶剂， 表面活性剂，溶脂酶敏感。 五.病毒的碳水化合物 六.其它组成:如丁二胺、亚精胺、精胺等大都结 合于病毒核酸，对核酸的构型有一定影响。
5 ． Pro 亚单位：指一条特殊折叠的多肽链。
是衣壳的化学单位。 6.原体由一种或一种以上不同 pro亚单位构成。 （因一种或几种肽）是衣壳的结构单位。 7．壳粒(capsomere)又称形态单位，是指在电 镜下见到的病毒表面明显团块，大致上相当 于蛋白亚单位的突出部分，壳粒只是形态学 上的结构。每一壳粒由5或6个原体构成
噬菌体（复合对称）
1、20面体对称的病毒子
Icosahedral Symmetry

病毒颗粒类似细小的圆形结 晶。
20 面，等边三角形；
12 顶角， 30 棱
20面体对称的病毒：
所有DNA病毒；
双股RNA的呼肠孤病毒 单股RNA的小RNA病毒、披膜病毒、反录病毒
从
顶角上看——5重对称； 面中央看——3重对称； 边 棱 看——2重对称。
病毒基本结构模式图
病毒基本结构模式图:
衣 壳、 核 心、 壳 粒、
包 膜、 刺突
病毒体结构模式图

包膜子粒
包膜
壳粒
衣壳
核心（核样物）
核 衣 壳
核心：核酸 →基因组genome →决定病毒 遗传、变异和复制 壳粒capsomere → 衣壳capsid →保护、 介导、抗原性 包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突 spike） →保 护、介导、抗原性
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病毒的形态结构
一、病毒的形态 病毒以病毒颗粒的形式存在，一个形态 和结构上完整的病毒颗粒称为病毒子 （Viron）。
根据宿主的不同，有动物病毒、植物病毒、细
菌病毒（噬菌体）和拟病毒（寄生在病毒中的 病毒）等多种类型。有的病毒甚至没有蛋白质， 只含有具有单独侵染性的较小型的核糖核酸 （RNA）分子（类病毒），或只含有不具备侵 染性的RNA（拟病毒）和没有核酸而有感染性 的蛋白质颗粒（朊病毒）。我们把后3类统称 为亚病毒。
1.病毒的核酸分为两大类：
DNA
或
RNA
二者 不会同时存在

病毒核酸也称基因组（Genome），最 大的痘病毒(Poxvirus)含有数百个基因， 最小的微小病毒(Parvovirus)仅有3-4 个基因 。
核酸分股情况
① 大部分病毒的DNA是双股的，RNA是单股的；
② 少数病毒的DNA是单股的——如细小病毒、圆环病毒 ；

病毒的基本类型
基本特征 （真）病毒 亚病毒 类病毒 含有具有单独侵染性的核糖核酸 （RNA）分子 只含有不具备侵染性的RNA 至少含有蛋白质和核酸两类物质
拟病毒
朊病毒
没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒
电镜观察有五种形态： 1、球形 (Sphericity)：大多数人类和动物病 毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病 毒等。 2、丝形 (Filament)：多见于植物病毒，如烟 草花叶病病毒等。人类某些病毒（如流感病毒） 有时也可形成丝形。 3、弹形(Bullet-shape)：形似子弹头，如狂犬 病病毒等，其他多为植物病毒。
双股线状；分节段；如呼肠孤病毒 和双RNA病毒
病毒的核酸分为两大类：
在病毒学中常把mRNA的碱基序列作为标准， 凡是 与此相同的称为“正股核酸” ； 与此互补的称为“负股核酸”。
2.核酸的结构
核酸的一级结构 -----四种核苷酸按照一定的方 式，数量和排列顺序彼此相连形成的多核苷酸 链 核酸的二级结构 -----螺旋状结构 核酸的三级结构 ----麻花状的构型 另外 G+C% 含量对某种特定病毒来说是一定的， 因此现在分子生物诊断技术中采用了 G+C mol% 来鉴定病毒)
2．V pro种类：
⑴壳体蛋白：
功能：①构成病毒的壳体，保护病毒的核 。 酸。②无包膜病毒的壳体蛋白参与病毒 的吸附、进入，决定病毒的宿主嗜性， 同时还是病毒的表面抗原。
⑵包膜蛋白 ：构成病毒包膜结构的病 毒蛋白质， 包括包膜糖蛋白和基质蛋白两 类。功能：①是病毒的主要表面抗原，它们 与细胞受体相互作用启动病毒感染发生，有 些还介导病毒的进入。②还可能具有凝集脊 椎动物红血球细胞、细胞融合以及酶等活性。 ③基质蛋白构成膜脂双层与核衣壳之间的亚 膜结构，具有支撑包维持病毒。
病毒子
4、形态和结构更为复杂的病毒子

病毒子
呈砖 状，如痘病毒； 呈精子状，如噬菌体； 呈子弹状，如狂犬病病毒。
病毒粒子类型图：
艾滋病病毒
天花病毒 SARS冠状病毒
2.病毒的大小
完整的成熟病毒颗粒，具有典型的形态结构，
并有感染性。 测量单位为纳米（nm,为1/1000m）
<50 nm 小型病毒 50 nm -150 nm 中等大小病毒（大多数） > 150nm 大型病毒

3．V感染性核酸:是从V粒子中提取的裸露的核酸，
带有V增殖过程中必要的遗传信息。它进入C后就 能形成新的V，这种核酸称为感染性核酸。 提取只限于一些小型和较小型V，主要是单链核 酸病毒和病毒粒子内不含转录酶的病毒，例如： 微RNAV，细小V，披膜V，和乳多空V。披膜V是能 够提取感染性核酸的唯一的带囊膜RNAV。 大、中型病毒不太成功的原因可能是核酸分子长， 提取过程易断而破损、失效的缘故。
第二章 病毒的形态与结构
本章重点: 1. 根据结构特征，病毒粒子分为几种类型？ 2.病毒的基本类型 及病毒基本结构 3. 什么叫病毒感染性核酸？什么叫乙醚敏 感试验？

首先介绍一些有关的术语
1．衣壳 (capsid)：是指已经或即将与核酸进 行组装的pro外壳。（在显微镜下，由许多球形 或管状亚单位按一定对称规律构成） 2．核衣壳：是指病毒的蛋白—核酸复合体 3．囊膜(envelope )：比较复杂的病毒，核衣 壳外面还有一层或几层富含脂质的外膜即囊膜。 4.V粒子：是在形态学上成熟的病毒个体，在有 囊膜的V，是指核衣壳或得囊膜后的全体结构， 而在无囊膜V，则是成熟的核酸与衣壳的复合体。
2、螺旋对称的病毒子
Helical symmetry
① ②
③
病毒衣壳呈螺旋状的空心圆桶，结构比较单。 长度与核酸有关； 螺旋可弯曲，也有不易弯曲的；
④ 所有螺旋对称的动物病毒 都有囊膜。
3、有囊膜的病毒子
内部为20面体或螺旋状的核衣壳； 外面包有一层囊膜； 有囊膜的病毒多为圆形；

– 但也有外形固定、规则的，如弹状病毒。
病毒的核酸分为两大类：
核酸线性情况
① 一般情况下：核酸呈线状；
② 少数DNA病毒的DNA为环状；
病毒的核酸分为两大类：
多数为：双股、线状；
DNA病毒
少数为：双股、环状；如多瘤病毒 单股、线状；如细小病毒 单股、环状；如圆环病毒 多数为：单股线状、不分节段；
RNA病毒
单股线状、分节段；如正粘病毒、 少数为： 砂粒病毒
主要功能是：（1）对V核酸形成保护的外
壳，使之不被核酸酶等外界因子所破坏. （2）与V粒子的吸附，侵入和感染有关 1．V pro的结构 :一级结构是由氨基酸序 列组成的多肽链 ;二级结构是多肽的螺旋 型 ;三级结构是多肽链的折叠形式;四级结 构是蛋白质形态单位的空间排列形式。
了解V
pro的结构及其功能对了解V的变异 有重要意义。V基因核苷酸序列的改变是V 变异的物质基础，V基因的改变通过基因表 达的产物——pro反映出来，例如：流感V 抗原变异时，血凝素的一般结构有较大差 别，即使在抗原漂移时，也可以观察到血 凝素的一级结构有差别。

微生物的大小比较
A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm ) 衣原体 390nm A 立克次体 450nm G F D、乙脑病毒 ( 40nm ) E、蛋白分子 (10nm ) F、流感病毒 ( 100nm ) B、腺病毒 (70nm )