MICROBIOLOGY ATLAS · 001

登革热病毒 3D 结构探索

从包膜到基因组，逐层理解一个黄病毒颗粒的结构与功能。

Dengue virus黄病毒科 · 黄病毒属 · DENV
颗粒直径≈ 50 nm

成熟病毒颗粒

基因组≈ 10.6 kb

单股正链 RNA

表面 E 蛋白180 copies

组成 90 个二聚体

经典血清型4 types

DENV-1 至 DENV-4

交互式结构示意

正在构建病毒结构…

E 蛋白二聚体
脂质包膜
核衣壳
拖动旋转·滚轮缩放·点击结构查看
完整完全拆分
GENOME ORGANIZATION

一条 RNA，编码一套完整的多蛋白

单一开放阅读框（ORF）经宿主与病毒蛋白酶切割，产生 3 种结构蛋白和 7 种非结构蛋白。

5′ UTR
3′ UTR
结构蛋白：构成病毒颗粒非结构蛋白：主要参与复制与宿主相互作用点击任一蛋白查看详解 · 示意图不按基因长度比例绘制
01 · STRUCTURAL PROTEINS

结构蛋白：病毒颗粒的“建筑材料”

直接参与病毒颗粒形成，决定基因组包装、颗粒成熟以及宿主细胞进入。

C

衣壳蛋白

Capsid protein
基因组包装

C 蛋白与病毒基因组 RNA 结合，形成位于脂质包膜内部的核衣壳，是病毒装配早期包装和保护基因组的核心。

  • 富含碱性氨基酸，有利于结合带负电的 RNA
  • 参与核衣壳形成与感染性颗粒产生
prM/M

膜蛋白及其前体

Pre-membrane / Membrane protein
成熟开关

prM 在未成熟颗粒中与 E 蛋白结合，保护融合环并防止病毒在分泌途径中提前发生膜融合。

  • 在反式高尔基网络中经弗林蛋白酶切割形成 M
  • 成熟 M 与 E 协同维持包膜蛋白壳并参与融合调控
E

包膜蛋白

Envelope protein
附着与融合

E 是主要表面糖蛋白，介导宿主细胞附着以及内体酸性条件下的膜融合，也是重要的中和抗体靶标。

  • DI 参与构象重排，DII 含融合环，DIII 参与受体结合
  • 成熟颗粒上 180 个 E 单体组成 90 个平铺二聚体
02 · NONSTRUCTURAL PROTEINS

非结构蛋白：感染细胞内的“复制机器”

不作为成熟病毒颗粒的主要结构组分，主要承担多蛋白加工、RNA 复制、装配协调和宿主免疫调节。

NS1

复制辅助与分泌型蛋白

Nonstructural protein 1
复制 / 免疫

细胞内 NS1 参与病毒 RNA 复制复合体，并可与结构蛋白相互作用，影响感染性颗粒产生。

  • 可形成分泌型六聚体，是登革热感染的重要检测靶标
  • 胞外 NS1 还参与补体调节及宿主病理过程
NS2A

复制—装配协调者

Nonstructural protein 2A
复制 / 装配

NS2A 是一种疏水性膜蛋白，连接病毒 RNA 合成与颗粒装配两个环节，帮助协调基因组何时复制、何时包装。

  • 参与复制复合体、病毒 RNA 合成和病毒颗粒形成
  • 还具有拮抗宿主干扰素反应的作用
NS2B

NS3 蛋白酶的必需辅因子

Nonstructural protein 2B
蛋白酶辅因子

NS2B 与 NS3 的 N 端蛋白酶结构域结合，形成功能性 NS2B–NS3 蛋白酶复合体，使 NS3 获得正确的活性构象。

  • 复合体负责切割病毒多蛋白，产生成熟的功能蛋白
  • 膜结合部分有助于将复合体定位到内质网膜环境
NS3

多蛋白加工与 RNA 解旋酶

Nonstructural protein 3
蛋白酶 / 解旋酶

NS3 是多功能酶：N 端具有丝氨酸蛋白酶活性，C 端具有 RNA 解旋酶和 NTPase 活性。

  • 在 NS2B 协助下切割多蛋白，解开复制过程中的 RNA 双链
  • RNA 三磷酸酶活性还参与新基因组的 5′ 端加帽
NS4A

复制细胞器的膜重塑者

Nonstructural protein 4A
膜重塑

NS4A 是整合膜蛋白，可诱导内质网膜结构改变，为病毒复制复合体提供适宜的膜性微环境。

  • 参与复制囊泡形成、病毒复制及装配过程
  • 也参与调节宿主先天免疫信号
NS4B

复制复合体与免疫调节蛋白

Nonstructural protein 4B
复制 / 免疫

NS4B 是疏水性整合膜蛋白，通过与 NS3 等病毒蛋白协作，支持复制复合体组织和病毒 RNA 合成。

  • 参与内质网来源复制结构的形成与功能维持
  • 可干扰干扰素诱导的信号转导，帮助病毒逃逸先天免疫
NS5

RNA 复制与加帽双功能酶

Nonstructural protein 5
MTase / RdRp

NS5 是 DENV 最大且高度保守的蛋白，兼具甲基转移酶和 RNA 依赖的 RNA 聚合酶两种核心酶活性。

  • N 端甲基转移酶参与新 RNA 基因组的 5′ 端加帽与甲基化
  • C 端 RdRp 以病毒 RNA 为模板合成新的 RNA，是基因组复制核心

如何理解“非结构”？它表示这些蛋白不构成成熟病毒颗粒的主体，并不代表它们没有三维结构或功能不重要；恰恰相反，NS 蛋白承担了病毒在宿主细胞内复制所需的大部分工作。

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关于这个模型

本模型依据公开病毒学资料构建，用于展示成熟 DENV 颗粒的层级关系与 E 蛋白二聚体排布，并非来自单一 PDB / 冷冻电镜坐标的原子级复原。内部核衣壳采用概括性示意；拆分动画是教学交互，不代表病毒自然解离过程。

延伸阅读 GeneTex 登革热病毒研究 Dengue: A Minireview