1.2. GIỚI THIỆU VỀ PPV VÀ BỆNH DO PPV Ở LỢN
1.2.2. Đặc điểm sinh học của PPV
1.2.2.1. Hình thái
Hình 1.3. Hình dạng của PPV (Kon, 2018)
PPV là virus không vỏ, có kích thước nhỏ, tròn, đường kính virion khoảng 18-26 nm, cấu trúc đối xứng 20 mặt (Hình 1.3). Trọng lượng phân tử virion là
5,3×106Dal. Lõi của PPV là một phân tử DNA sợi đơn có trọng lượng 1,4×106 Dal; chiếm 26,4% trọng lượng virion nguyên vẹn (Berns và Hauswirth 1983; Molitor và cs, 1983).
1.2.2.2. Protein capsid
Capsid là lớp vỏ protein có chức năng bảo vệ vật chất di truyền của virus, đóng vai trò quan trọng trong quá trình xâm nhập, quyết định tính kháng nguyên
và phạm vi vật chủ của virus; đồng thời, capsid cũng là đối tượng của hệ miễn dịch vật chủ (Cadar và cs, 2013; Simpson và cs, 2002).
Capsid của PPV là vỏ protein hình cầu bao gồm 60 bản sao của VP1 hoặc VP2 sắp xếp theo cấu trúc đa diện đối xứng (Hình 1.4) (Chapman và Rossmann, 1993). Mỗi tiểu đơn vị capsid được tạo nên bởi tám chuỗi β đối song song, một cấu trúc phổ biến của capsid virus, cùng với một chuỗi xoắn α và bốn vòng loop. Các amino acid của vòng loop định vị theo trục 2- và 3- của cấu trúc đối xứng, chúng khác nhau tùy thuộc vào từng chủng PPV và được xem là quan trọng đối với khả năng miễn dịch và lây nhiễm (Simpson và cs, 2002). Một số
amino acid trung tính nằm ở bề mặt bên trong vỏ capsid của PPV. Đặc điểm này cho thấy sự bất thường, vì nằm ở mặt trong capsid của hầu hết các virus khác là các amino acid cơ bản, chúng đóng vai trò tương tác với các nhóm phosphat của phân tử DNA (Xie và Chapman, 1996) dẫn đến phản ứng entapy tĩnh điện cao với các phân tử DNA, đảm bảo quá trình lão hóa và ổn định của
hệ gen virus.
Hình 1.4. Cấu trúc của PPV (Vereecke và cs, 2022). (A)Vỏ capsid và (B) Lõi ssDNA
1.2.2.3. Hệ gen
Vật liệu di truyền của PPV là ssDNA, mạch thẳng, với kích thước phân tử dao động trong khoảng 5-6 kb, tùy thuộc vào từng chủng PPV (Molitor và cs, 1983). Trình tự phía 2 đầu tận cùng của PPV tạo nên cấu trúc kẹp tóc (Palindromic hairpin structure) (Hình 1.5) dạng hình chữ “Y” hoặc chữ “T” với kích thước từ 120-200 bp (Bern và Hauswirth, 1983).
Hình 1.5. Cấu trúc kẹp tóc ở hai đầu tận cùng của hệ gen PPV (Zimmermann, 2006)
Mặc dù kích thước hệ gen nhỏ, nhưng cấu trúc hệ gen PPV khá phức tạp, gồm ba khung đọc mở (Open Reading Frame-ORF) mã hóa cho bảy protein.
Hiện tượng ghép nối xen kẽ (Alternative splicing) làm tăng khả năng mã hóa của hệ gen PPV, cho phép một gen có thể có nhiều hơn một khung đọc mở, vì
thế có thể mã hóa cho nhiều protein khác nhau, thực hiện các chức năng sinh học khác nhau trong quá trình tồn tại và nhân lên của virus (Hình 1.6). ORF1
mã hóa cho các protein không cấu trúc (non-structural protein-NS) bao gồm NS1, NS2 (Bergeron và cs, 1993); ORF3 (chỉ có ở PPV4) là một khung đọc mở nhỏ, nằm ở giữa ORF1 và ORF2, mã hóa cho protein không cấu trúc NP1; cả
ba protein này có tính bảo tồn cao, đóng vai trò tổng hợp các helicase và nickase cần thiết cho quá trình sao chép và biểu hiện gen của virus (Xie và cs, 2022). ORF2 mã hóa cho các protein vỏ capsid (Viral coat and capsid protein-VP) bao gồm VP1 và VP2 được phiên mã từ hai trình tự gen mã hóa trùm lên nhau. Protein cấu trúc thứ ba (VP3) tạo nên từ việcbiến đổi sau dịch mã của VP2 (Tu
và cs, 2015; Farr và cs, 2006; Simpson và cs, 2002). Ngoài ra, một protein không cấu trúc (SATp) được biểu hiện từ cùng mRNA của VP2, với điểm khởi đầu chậm hơn bảy nucleotide so với codon mở đầu của VP2 (Mietzsch và cs,
2019; Zadori và cs, 2005), đóng vai trò đẩy nhanh quá trình ly giải của tế bào
và giải phóng virus (Mészáros và cs, 2017).
Hình 1.6. Cấu trúc hệ gen PPV điển hình (Zimmermann, 2006)
Như được thể hiện ở Hình 1.6, ORF1-3 là ba khung đọc mở khác nhau,
mã hóa cho protein không cấu trúc (NS1-NS3) và protein cấu trúc (VP1, VP2). Các màu khác nhau biểu thị các protein được dịch mã từ các ORF tương ứng (Zimmermann, 2006).
Kích thước hệ gen và gen VP của PPV1, PPV2, PPV3 và PPV4 được trình bày ở Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Kích thước hệ gen và gen VP của các chủng PPV1, PPV2, PPV3 và PPV4
Chủng Hệ gen (bp) Gen VP (bp) VP (aa) Tác giả
PPV1 4.723 1.743 580
Li và cs (2021)
PPV2 5.426 3.099 1.032
PPV3 5.179 2.778 925
PPV4 5.368 2.187 728 Thuy và cs (2021)