Recherche : capside

A. Capside isométrique simple (le virus MS2 d’E. coli). B. Capside à enveloppe (les virus PM2 et Φ6 de Pseudomonas). C. Capside hélicoïdale (phage M13 d’E. coli). D. Capside caudée complexe, formée d’une tête isométrique et d’une queue (phage λ d’E. coli). E. Capside caudée complexe irrégulière, avec tête allongée (phage T4 d’E. coli). F. Capside avec enveloppe (virus grippal). G. Capside non enveloppée (adénovirus).

1. Capside icosaédrique d’un Adenovirus – 2. Capside hélicoïdale – 3. Exemple de virus hélicoïdal : virus Ebola – 4. Exemple de virus à capside complexe : le bactériophage T4. – 5. Exemple de virus à capside icosaédrique enveloppé : virus de la mosaïque du tabac – 6. Exemple de virus enveloppé à capside icosaédrique déformée : virus de l’immunodéficience humaine [VIH].

(Créé avec Biorender.com)

Cibles antivirales dans le cycle de réplication du CMV. ① Attachement du virus à la cellule. ② Pénétration du virus dans la cellule et libère la capside dans le cytoplasme. ③ Migration de la capside vers le noyau cellulaire. ④ Libération du génome viral de la capside à travers le pore nucléaire. ⑤ Réplication de l’ADN viral par la méthode du cercle roulant à l’aide de la polymérase virale pUL54. ⑥ Encapsidation du génome dans des capsides néoformées par le complexe d’encapsidation. ⑦ Sortie du noyau. ⑧ Libération des virions nouvellement formés dans le cytoplasme cellulaire. ⑨ Tégumentation des virions nouvellement formés. ⑩ Passage des virions dans l’appareil de Golgi. ⑪ Acquisition d’une enveloppe primaire et transport des virions dans une vésicule vers le milieu extracellulaire. ⑫ Bourgeonnement, libération des particules virales infectieuses et infection d’une nouvelle cellule. Les antiviraux ciblant la polymérase virale sont en rose. (Adapté de Gourin et al., 2023).

Facteurs cellulaires dépendant de la CA et régulant les étapes post-entrée du VIH-1. MAP1, FEZ1/KIF5B et BICD2 interagissent avec la capside pour faciliter le transport du RTC/PIC jusqu’à la membrane nucléaire. Arrivé au NPC, Nup358/RanBP2 permet l’ancrage au pore en interagissant avec la capside. Nup153 est indispensable à la translocation au travers du NPC et facilite la sortie du panier nucléaire, avec l’aide de CPSF6. CPSF6 et LEDGF favorisent l’intégration du génome viral et TNPO3 permet la localisation nucléaire de CPSF6. Les facteurs de restriction (en rouge) interagissent avec la capside pour induire la décapsidation du core pour TRIM5α et donc l’inhibition de la transcription inverse, tandis que Mx2 empêche l’import nucléaire.

[Référence pour la figure : HHMI Bulletin, avril 2000]

Mécanisme de restriction antirétrovirale par TRIM5α. TRIMα reconnaît la capside rétrovirale et bloque la réplication du VIH-1 par : 1) désassemblage précoce de la capside rétrovirale, accompagné de 2) la dégradation des composants centraux du virus par le protéasome, entraînant 3) une diminution de la synthèse d’ADN viral. Il est à noter que TRIM5α est dégradée elle aussi. 4) Le noyau viral peut être séquestré dans les corps cytoplasmiques de TRIM5α, conduisant à l’inhibition de son transport nucléaire.

Biomarqueurs sériques produits par le VHB. L’AgHBs, dont l’origine est l’ADNccc viral ainsi que des séquences virales intégrées, est libéré en quantités largement supérieures à celles requises pour l’assemblage des virions ; l’excès de production est associé à des pseudoparticules vides, non infectieuses, contenant ou pas des protéines de capside. L’HBcrAg ou hepatitis B core-related antigen mesure de façon globale l’Ag HBe sérique linéarisé, l’Ag du core des particules de Dane infectieuses, des pseudovirions dépourvus de génome du VHB et contenant des protéines de capside et des pseudovirions contenant des ARN viraux. L’ARN viral mesure en grande partie mais sans doute pas exclusivement des ARN prégénomiques encapsidés et enveloppés sous forme de pseudoparticules virales dont le pouvoir infectieux est aujourd’hui débattu.

Le chiffre 1 correspond au premier acide aminé (aa) de la protéine de capside (183 aa) tandis que le premier aa de la pré-protéine Précore/Core (212 aa) est situé en position -29. La p22 résulte du clivage des 19 aa au niveau du domaine précore par une signal peptidase. La protéine HBe dérive de la p22 et se termine en position 149 après maturation protéolytique. La p22cr est une nouvelle protéine Précore décrite qui ne contient pas le domaine C-terminal riche en arginine.

Relations phylogénétiques entre les EV-E, -F et -G dans deux régions génomiques : la région codant la protéine de capside VP1 et la région 5’UTR. Les astérisques indiquent les membres de l’espèces EV-G ayant des régions 5’UTR proches de celles des EV-E et -F. Les arbres phylogénétiques ont été construits par la méthode du plus proche voisin en utilisant le logiciel MEGA X.

Organisation canonique du génome des entérovirus. L’extrémité 5’ du génome est liée de façon covalente à une protéine virale, VPg \; l’extrémité 3’ est polyadénylée. La région 5’ non codante du génome forme une série de structures secondaires (domaines I à VI ou I à VII selon les virus). Le domaine I est une feuille de trèfle impliquée dans la réplication du génome \; les domaines suivants forment le site d’entrée interne des ribosomes, impliqué dans la traduction. La région génomique codant la protéine de capside VP1 est la région la plus utilisée pour déterminer le type viral et l’espèce des entérovirus.

Stratégies d’export, employées par les virus à ADN. Les virus à ADN détournent la voie de l’exportine TAP-p15 pour exporter leurs ARNm grâce à des protéines virales. Les adénovirus utilisent la protéine virale E1B 55K qui reconnait les ARN tardifs et recrute l’exportine TAP probablement via l’hnRNP E1B-AP5 (a). Chez les herpesvirus, il s’agit de la protéine ICP27 chez les HSV (b) et ORF57 chez le KSHV (c). Les transcrits de HBV portent une structure secondaire (PRE), reconnue par différentes protéines d’export, dont la protéine ZC3H18 associée au complexe TREX-1 (d). L’export de l’ARN pré-génomique (pg) non épissé du HBV se ferait par l’intermédiaire de sa protéine de capside (core) dont les NES atypiques riches en arginines sont reconnus par TAP (e). Les transcrits épissés générés par le HBV à partir de l’ARNpg et recouverts de facteurs d’épissage empruntent probablement la voie de l’exportine TAP-p15 (f).

Cycle viral de la dengue. Le virion s’adsorbe et interagit avec les récepteurs et corécepteurs cellulaires, il est internalisé par endocytose médiée par les clathrines. Le mécanisme de décapsidation de la dengue est mal connu mais l’ARN viral relargué dans le cytoplasme est directement traduit en polyprotéine par les ribosomes cellulaires. Les polyprotéines synthétisées sont clivées durant et après la traduction par des protéases virales et cellulaires. Les protéines non structurales (NSP) ainsi produites induisent des réarrangements membranaires avec formation d’invaginations au niveau du réticulum endoplasmique (RE) et la formation du complexe de réplication où l’ARN viral se réplique. En effet, l’ARN viral, qui est un ARN simple brin positif, sert de matrice à la synthèse d’ARN négatifs par NS5 (l’ARN dépendante ARN polymérase). Les ARN négatifs nouvellement synthétisés à leur tour servent de matrice à la synthèse de multiples ARN positifs. Ces ARN positifs nouvellement synthétisés peuvent servir à la traduction de nouvelles polyprotéines, à la réplication ou être encapsidés. Au cours de l’encapsidation, l’ARN viral interagit avec la protéine de capside C et bourgeonner dans la lumière du réticulum endoplasmique, acquérant ainsi une bicouche lipidique avec le précurseur membranaire (prM) et la protéine d’enveloppe (E). Cette particule virale immature reconnaissable par les spikes d’hétérodimères prM-E à la surface, est transportée le long des voies de sécrétions et du Golgi. La protéase cellulaire Furin clive les précurseurs prM, les peptides pr restent cependant associés à la particule virale jusqu’à ce qu’elle atteigne un pH neutre dans l’environnement extracellulaire (évitant ainsi l’exposition de la protéine E et une fusion membranaire prématurée). La particule virale mature (après clivage de pr, réorganisation des hétérodimères prM-E) et acquiert sa surface lisse constituée d’homodimère de la protéine E. Modifié à partir de [16].

Composition des particules herpétiques. Les Alphaherpesvirinae sont des virus enveloppés. Cette enveloppe contient 15 glycoprotéines virales distinctes. Sous l’enveloppe se trouve une couche de protéines appelée tégument, qui elle aussi contient de multiples protéines (24 protéines virales et jusqu’à 49 protéines cellulaires en prenant en considération que certaines de ces protéines pourraient provenir de vésicules extracellulaires co-purifiées avec les virions). Finalement, le génome viral est composé de doubles brins d’ADN contenus dans une capside icosahédrale (20 faces). Cette figure est une modification d’une figure contenue dans la thèse de Camille Stegen, ancienne étudiante au laboratoire (obtenue avec sa permission).

Les différentes stratégies de rétention des virus à l’extrémité des stylets des pucerons. Dans la « stratégie capside », les virions (en vert) sont directement retenus au niveau du récepteur (en bleu) sans protéine additionnelle. Dans la « stratégie facteur assistant », les virions (en orange) filamenteux (Potyvirus) ou icosaédriques (Caulimovirus) sont accrochés au récepteur (en bleu) par l’intermédiaire d’une protéine non-structurale codée par le virus et appelée facteur assistant de la transmission (en rose).

Fixation et entrée de réovirus. A) Le schéma présente les principales étapes de l’entrée du virus à partir du virion. Dans un premier temps, (1) celui-ci se fixe à la surface cellulaire par la protéine trimérique de spicule σ1 (sphère noire). Après l’endocytose (2), l’activité des protéases lysosomales permet le retrait de la protéine σ3 (en rouge) et le clivage de la protéine μ1 (en vert) (3), permettant à la particule de traverser la membrane de l’endosome. La sortie de l’endosome (4) s’accompagne de l’élimination de la protéine σ1 et de la portion résiduelle de la protéine μ1. Ces dernières étapes impliquent la participation de protéines cellulaires jouant le rôle de chaperon moléculaire. La particule virale se retrouve finalement dans le cytoplasme sous forme de nucléoïde (ou core), particule complètement dépourvue de protéines de la capside externe et transcriptionnellement active (5). Le nucléoïde ainsi relargué dans le cytoplasme permet la synthèse des trois classes d’ARN messager viral (6). B) Le schéma représente l’entrée virale lorsque le virion est tout d’abord partiellement décapsidé par l’action de protéases extracellulaires. (1) La particule sous-virale infectieuse (ISVP) se fixe à la membrane (2) pour soit être internalisée par endocytose (3) ou, alternativement, pénétrer directement au travers de la membrane plasmique (3b), contournant dans les deux cas le besoin en protéases endosomale/lysosomale. Dans tous les cas, le nucléoïde est par la suite généré (4) pour permettre la transcription comme dans le cas du virion (5, 6).

Cycle de réplication virale du BKV. Le virus pénètre par endocytose cavéoline-dépendante après liaison à ses récepteurs cellulaires (1). Les vésicules sont transportées dans la cellule via les microtubules (2). Le BKV gagne le réticulum endoplasmique où il est partiellement décapsidé (3). Les particules sont rétro-transloquées dans le cytoplasme et entrent dans le noyau via le complexe de pore nucléaire (4). L’ADN double brin circulaire superenroulé est transcrit par les enzymes cellulaires : la transcription de la région précoce se produit d’abord, suivie de la réplication du génome et de la transcription de la région tardive (5). Les ARN messagers viraux sont traduits dans le cytoplasme (6) et les protéines néo-synthétisées rejoignent le noyau grâce à leur séquence de localisation nucléaire (7). Les protéines de capside s’auto-assemblent autour des génomes nouvellement synthétisés (8), donnant lieu à une accumulation de particules dans le noyau (9) et conduisant à la lyse de la cellule.

Génome du BKV. Les trois régions principales du génome sont représentées : la région contrôle non codante (NCCR) contenant le promoteur et l’origine de réplication ; la région précoce codant l’antigène grand T (LTAg), petit t (sTAg) et l’antigène grand T tronqué suite à un épissage alternatif (LTAg’) ; et la région tardive codant les protéines de capside VP1, VP2, et VP3 et l’agnoprotéine. Le BKV possède également des microARNs exprimés au cours de la phase tardive.

Observées en microscopie électronique, les particules du virus du sida (à gauche, sortant d’une cellule) présentent à l’intérieur une forme conique caractéristique : la capside, une sorte de boîte protéique contenant le génome viral. Sur l’enveloppe virale, on devine les spicules de glycoprotéines par lesquels le virus s’attache aux cellules cibles.

© Clichés : B. Arbeille et J. L. Romet-Lemonne, unité de microscopie électronique, CHRU et Université de Tours

La capside (en jaune) d’un echovirus 18 est d’abord fermée (a), puis s’ouvre (b). L’ARN (en bleu) est alors expulsé en moins d’une microseconde (c).

© D. Butcha et al., Nature Communications, vol. 10, article n° 1138, 2019

[d’après C. Branden & J. Tooze (1991) Introduction to protein structure, Garland Pub., NewYork]

[d’après C. Branden & J. Tooze (1991) Introduction to protein structure, Garland Pub., NewYork]

[d’après C. Branden & J. Tooze (1991) Introduction to protein structure, Garland Pub., NewYork]

[d’après C. Branden & J. Tooze (1991) Introduction to protein structure, Garland Pub., NewYork]

J. Mol. Biol. 177, 701 (1984)