Cowpea chlorotische mottle virus

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Januar 11, 2016 Tim Leist C 0 83

Cowpea chlorotischen Mottle Virus, durch die Abkürzung CCMV bekannt, ist ein Virus, das spezifisch infiziert die Augenbohnen Pflanze oder schwarzen Augen Erbsen. Die Blätter der infizierten Pflanzen entwickeln gelben Flecken, daher der Name "chlorotische". Ähnlich wie sein "Bruder" Virus, Augenbohnen-Mosaikvirus, CCMV in hoher Ausbeute in Pflanzen produziert. Im natürlichen Wirt, können Viruspartikel bei 1-2 mg pro Gramm infizierten Blattgewebe hergestellt werden. Wie die Mehrzahl der Viren, CCMV besteht aus einer Proteinhülle, die einen zentralen Kern von RNA umgibt. Seine Proteinhülle oder Kapsid wird der ikosaedrischen Anordnungen von identischen Proteinuntereinheiten zusammengesetzt. Die Symmetrie, an dem dies geschieht, ist genau wie die Symmetrie eines Fußball: Sechs- und Fünfecken vertauscht, um die endgültige Sphäre zu geben. Das Virus ist etwa 30 nm in der Größe, und kann mit der Transmissionselektronenmikroskopie unter Verwendung von Negativfärbung beobachtet werden.

Geschichte

Bancroft et al. 1967 beschrieb die ersten Versuche zur Isolierung und Charakterisierung des Virus. Seit dieser Zeit aufgrund der relativen Leichtigkeit, mit der es gewachsen ist und isoliert ist, haben viele Forscher ihre Aufmerksamkeit konzentrierte sich auf das Virus. Das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft für dieses Virus liegt auch an einer gut sichtbaren Eigenschaft: es ist möglich, um das Virus zu demontieren und entfernen Sie die genetisches Material, das RNA. Dann wird unter leicht sauren pH-Wert und mit relativ hohen Mengen an Salzen, ist es möglich, die Selbstorganisation der Proteinuntereinheiten zu stimulieren, in einer Hülle aus identischer Größe auf das Virus. Dies ergibt eine leere Capsid, die eine Reihe von interessanten Eigenschaften. Einige erfolgreiche Versuche berichtet, daß andere Materialien, wie anorganischen Kristallen einzubauen, innerhalb des Kapsids.

Das Versprechen von CCMV in der Nanotechnologie

CCMV hat eine Reihe von physikalischen Eigenschaften, die für nanoskalige Herstellungen ausgenutzt werden kann. Wie zuvor festgestellt, Viren aus einer Proteinhülle, eine so genannte Kapsid und Nukleinsäure. Die Hauptfunktion der Capsid ist, um die Nukleinsäure zu schützen. Mutagenese der viralen Kapside ist eine gut etablierte Technik, die die Veränderung der Kapsidoberfläche ermöglicht. Solche Veränderungen können, umfassen die Änderung der Ladung oder Anbringen spezifischen Liganden an die Oberfläche über ihre Capsid-chemischen Wechselwirkungen mit Oberflächenmolekülen oder Aminosäuren. Viruskapside wurde gezeigt, dass das Anbringen von kleinen Peptiden auf ihrer Oberfläche zu ermöglichen. Darüber hinaus heterologe Expression CCMV in Hefe ermöglicht großtechnische Produktion von Wildtyp oder genetisch modifizierte CCMV Kapside. Diese Kapside kann entweder enthalten oder leer von Nukleinsäure. Ohne Nukleinsäure diese käfigähnliche Strukturen bereitzustellen Hohlräume gut definierte Größe, Form und Ladung, und kann für partikelspezifischen Einfangen von organischen und anorganischen Materialien verwendet werden.

Einige der physikalischen Eigenschaften der CCMV sind: Resistenz hoher Temperaturen, eine Vielzahl von pH-Werten, und Stabilität in organischen Lösungsmitteln, wie DMSO. Diese Bedingungen ermöglichen eine breite Palette von Chemie in CCMV Modifikation toleriert werden. Eine der tiefgreifendsten Charakteristika CCMV ist, dass die Virushülle kann reversible pH-Wert und Metallionen Strukturwandel durchlaufen, ohne Verlust der viralen Funktion oder strukturelle Schäden. Dieser Übergang, die so genannte "Schwellung", bildet 60 separate 2 nm großen Öffnungen in der Proteinhülle. Öffnung der Kavität erfolgt unter leicht sauren Bedingungen bei einem pH von etwa 6,5. Die Kapsel kann durch Umkehren der pH-Wert auf etwa 5,0 geschlossen. Das gequollene Kapsid ermöglicht Ionen frei in und aus dem Hohlraum heraus zu diffundieren. Einschluß von organischen oder anorganischen Materialien wird nur durch die Wechselwirkung dieser Moleküle mit Molekülen des Virus Innenraum begrenzt. Die Innen- und Außeneigenschaften des Viruskapsid unähnlich sind genug, um die Lokalisierung von Molekülen innerhalb der Proteinkäfig kontrollieren. Das kationische Innen würde natürlich einzukapseln anionische Spezies, aber die Ladung des Hohlraums kann durch ortsspezifische Mutagenese verändert werden.

Zusätzlich haben zugänglich Amine und Carboxylate repräsentieren potentielle Stellen für externe Modifikation an der äußeren Oberfläche der Virushülle identifiziert. Diese Gruppen können modifiziert werden, um spezifische biologische Targeting oder Oberflächen-Wechselwirkungen durch Verknüpfung verschiedener Liganden zu erleichtern. Fluoreszenzfarbstoffe sind auch gezeigt worden, um selektiv an die Kapsidoberfläche befestigt werden.

Da das Virus 'natürliche Fähigkeit, Wirtszellen zu infizieren, kann ausgenutzt werden, ist vom neuen Interesse für Forscher die Verwendung von CCMV. CCMV hat machbar Anwendungen in Biosensoren, nanoelektrische Geräte und Drug Targeting und Lieferung. Ein aktuelles Beispiel zeigt, wie DNA-Origami-Nanostrukturen können durch CCMV Kapsidproteine ​​beschichtet werden und anschließend effizient in menschliche Zellen geliefert.

Schließlich, obwohl CPMV zeigt ähnliche physikalische Eigenschaften CCMV, CCMV wurde gezeigt, leichter modifiziert, weniger empfindlich zu sein, um den Abbau und ist nicht gezeigt, die für bestimmte Säugerzellen in vivo zu sein.

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