ORF1ab

ORF1ab
복제효소폴리단백질
식별자
유기체SARS-CoV
기호.대표자
유니프로트P0C6X7
복제효소폴리단백질
식별자
유기체사스-CoV-2
기호.대표자
유니프로트P0DTD1

ORF1ab(ORF1a/b)은 코로나바이러스를 포함하는 바이러스 그룹인 nidovirus의 게놈에 보존된 두 개의 ORF(Open Reading Frame)를 통칭한다.그 유전자들은 단백질 분해 과정을 거쳐 단백질 분해 효소 및 Replicatease-transcriptase complex (RTC;[1][2][3] 복제효소-전사효소 복합체)의 구성 요소를 포함한 바이러스 라이프 사이클에서 다양한 기능을 가진 여러 비구조적 단백질을 형성하는 큰 폴리 단백질을 발현한다.두 ORF는 함께 복제효소 [4]유전자로 언급되기도 한다.이들은 프로그램된 리보솜 프레임 시프트에 의해 관련되며, 리보솜은 -1 판독 프레임에서 ORF1a 끝에 있는 정지 코돈을 지나 계속 번역됩니다.생성된 폴리단백질은 pp1a 및 [1][2][3][4]pp1ab으로 알려져 있습니다.

표현

게놈 정보
SARS-CoV-2 genome.svg
ORF1a와 ORF1b의 위치를 나타내는 SARS-CoV-2의 가장 초기 배열 샘플인 분리 우한-Hu-1의 게놈 구조
NCBI 게놈 ID86693
게놈 크기29,903 베이스
완료년도2020
게놈 브라우저(UCSC)

ORF1a는 게놈의 5' 끝에 있는 첫 번째 열린 판독 프레임입니다.함께 ORF1ab은 게놈의 약 3분의 2를 차지하고, 나머지 3분의 1은 구조 단백질과 [1][2][3]보조 단백질을 코드한다.캡 의존적 [1]번역에 의해 5' 캡 RNA에서 번역됩니다.Nidoviruses지만, ORF1ab 직접 게놈 RNA.[5]ORF1ab 시퀀스도 불구하고 기능 significanc 교회 법규 밖의subgenomic RNAs에, 관찰되어 왔다에서 번역됩니다 불연속subgenomic RNA생산의 복잡한 시스템이 그들의 비교적 큰 RNA유전자(일반적으로 27-32kb coronaviruses[1]에)에서 유전자의 표현할 수 있도록 하고 있다.e은불명확하다[5]

프로그램된 리보솜 프레임시프트는 ORF1a를 종단하는 정지 코돈을 통해 판독이 -1 판독 프레임으로 계속되도록 하여 보다 긴 폴리단백질 pp1ab을 생성한다.프레임시프트는 미끄러운 순서로 발생하며, 그 후에 의사 RNA 2차 구조가 [1]뒤따른다.이는 뮤린 코로나 [6]바이러스의 경우 20-50%의 효율로[7] 측정되었으며, SARS-CoV-2의 경우 45-70%의 효율로 측정되었으며,[2] 이는 표현된 pp1ab 단백질의 약 1.5~2배의 pp1a를 산출한다.

처리.

Top: ORF1a 및 ORF1b 내의 비구조적 단백질을 나타내는 코로나 바이러스 게놈의 구성.중간:nsp14의 도메인 구성(엑소핵산가수분해효소 및 메틸전달효소).하단:코로나바이러스 복제효소-전사효소 [8]복합체의 성분.

폴리단백질 pp1a 및 pp1ab은 약 13~17개의 비구조 단백질을 [3]포함한다.이들은 내부 시스테인 단백질 분해효소 [1][2][3]도메인의 작용으로 인해 비구조적 단백질을 방출하기 위해 자가 단백질 분해 과정을 거친다.

코로나바이러스에는 총 16개의 비구조단백질이 있으며, pp1a단백질은 비구조단백질 nsp1-11을 포함하고 pp1ab단백질은 nsp1-10 및 nsp12-16을 포함한다.단백질 분해처리는 두 가지 단백질 분해효소, 즉 멀티도메인 단백질 nsp3에 위치한 파파인 유사 단백질 분해효소 단백질 도메인이 최대 nsp4까지 분해되며, 3CL 단백질 분해효소(주단백질효소, nsp5)는 폴리단백질 C-말단을 통해 nsp5의 나머지 분열을 실시한다.[1][2]pp1ab 폴리단백질의 C말단 성분인 단백질 nsp12-16은 바이러스 [1]복제에 필요한 핵심 효소 활성을 포함한다.단백질 분해 처리 후, 몇몇 비구조 단백질은 게놈 복제 및 [1][2]전사를 수행하는 Replicatease-transcriptase complex(RTC; 리플리카아제-전사효소 복합체)로 알려진 큰 단백질 복합체로 조립된다.

구성 요소들

핵심 복제 효소 도메인

보존 도메인과 함께 nidovirus와 그들의 pp1ab 단백질 도메인 조직 사이의 계통학적 관계.NendoU는 엔도리보핵산가수분해효소,[4] 3CLpro는 주요 3C 유사단백질가수분해효소이다.

보존된 5개의 "핵심 리플리케이트" 단백질 도메인은 모든 니도바이러스 계통(동맥바이러스, 메소니바이러스, 로니바이러스 및 코로나바이러스)에 존재한다. ORF1a는 트랜스막브레인 도메인에 의해 양 끝에 있는 주요 단백질 효소이며, ORF1b는 Niran 의존 RNA로 알려진 뉴클레오티딜전달효소 도메인이다.ng 도메인 및 헬리케이스.[3][9](이것은 7개의 도메인으로 간주되어 막 통과 영역을 개별적으로 카운트하는 경우도 있습니다).[4]또한 척추동물 숙주를 감염시키는 모든 니도바이러스에서 엔도리보핵산가수분해효소 도메인이 발견된다.다른 니도바이러스 계열보다 게놈이 작은 동맥 바이러스는 메틸전달효소뿐만 아니라 더 큰 [3]게놈을 가진 니도바이러스에 보존되는 영역인 엑시보핵산가수분해효소도 부족하다.이 교정 기능은 큰 RNA 게놈을 복제하기 위한 충분한 충실도에 필요한 것으로 생각되지만, 일부 [9]바이러스에서는 추가적인 역할을 할 수도 있습니다.

코로나바이러스

코로나바이러스에서 pp1a와 pp1ab은 함께 다음과 같은 [1][2][10][11]기능을 가진 16개의 비구조 단백질을 포함한다.

코로나바이러스 pp1a 및 pp1ab 단백질에서 파생된 비구조 단백질
비구조단백질 기능.
비구조단백질1 세포 mRNA 분해, 숙주 세포 번역 억제, 간섭자 억제, 감마코로나 바이러스에는 존재하지 않음
비구조단백질2 알 수 없음, 바인딩 금지
비구조단백질3 폴리단백질 처리를 위한 하나 또는 두 개의 파파인 유사 단백질 분해효소 도메인을 가진 다중 도메인 단백질, 간섭제 길항제, 기타 여러 역할
비구조단백질4 이중막 소포 형성
비구조단백질5 폴리단백질가공용3CL단백질가수분해효소;인터페론저해
비구조단백질6 이중막 소포 형성
비구조단백질7 RdRp의 보조인자 및 프로세스 계수.nsp8 및 nsp12로 복잡함
비구조단백질8 RdRp의 보조인자 및 프로세스 계수.nsp7 및 nsp12로 복잡함
비구조단백질9 외가닥 RNA결합
비구조단백질10 nsp14 및 nsp16의 보조인자
비구조단백질11 알 수 없는
비구조단백질12 RNA의존성 RNA중합효소(RdRp) 및 뉴클레오티딜전달효소
비구조단백질13 헬리카아제 및 RNA트리포스파타아제
비구조단백질14 교정엑소핵산가수분해효소, RNA캡형성, 구아노신N7-메틸전달효소
비구조단백질15 엔도리보핵산가수분해효소, 면역회피기능
비구조단백질16 리보오스2'-O-메틸전달효소, RNA캡형성

진화

ORF1a, ORF1b 및 이들을 분리하는 프레임시프트를 포함한 게놈의 구조와 구성은 nidovirus 간에 보존된다.유전자 [4]융합을 주로 수반하는 일부 "비 카노닉" 니도바이러스 구조가 설명되었습니다.41kb 게놈을 가진 가장 큰 알려진 니도바이러스인 플라나리안 분비세포 니도바이러스(PSCNV)는 구조단백질을 포함한 ORF1a, ORF1b 및 하류 ORF가 융합되어 13,000개 [4][12]이상의 아미노산 폴리단백질을 코드하는 단일 큰 ORF로 발현되는 비캐논리 게놈 구조를 가지고 있다.이러한 비표준 게놈에서는 다른 프레임시프트 위치 또는 정지 코돈 판독을 사용하여 바이러스 [4]단백질의 화학량 측정을 조절할 수 있다.

니도바이러스는 전형적으로 12-15kb의 게놈을 가진 동맥류에서 27-32kb의 코로나 바이러스까지 게놈 크기가 매우 다양합니다.그들의 진화 역사는 바이러스 RNA의존성 RNA중합효소(RdRp)[4]의 비교적 낮은 복제 메커니즘에도 불구하고 매우 큰 RNA 게놈의 복제를 이해하는 데 연구 관심이 있었다.더 큰 니도바이러스 게놈(약[3] 20kb 이상)은 복제 [9][1]충실도에 필요한 것으로 생각되는 교정용 엑시보핵산가수분해효소(코로나바이러스의 nsp14)를 코드한다.

코로나 바이러스 중에서 ORF1ab은 구조 [11]단백질을 코드하는 3' ORF보다 보존성이 높다.COVID-19 대유행 내내, SARS-CoV-2 바이러스의 게놈은 여러 번 배열되었고, 그 결과 수천 가지의 다른 변종들이 확인되었다.세계보건기구(WHO)의 2020년 7월 분석에서 ORF1ab이 가장 많이 변이된 유전자였고, 다음으로 스파이크 단백질을 코드하는 S 유전자가 뒤를 이었다.ORF1ab 내에서 가장 일반적으로 변이된 단백질은 파파인 유사 단백질 분해효소([13]nsp3)였고, 가장 일반적으로 관찰되는 단일 미센스 돌연변이는 RNA 의존성 RNA 중합효소였다.

레퍼런스

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