חלבון ספייק

חלבוני ספייק (בטורקיז) מבצבצים מפני השטח של הנגיף [[SARS-CoV-2, הנגיף שגורם ל- COVID-19. החלבון עובר גליקוזילציה והגליקנים שלו מוצגים בכתום.<ref></ref>]]
[[הדפסה תלת-ממדית של אחד מהספייקים הטרימריים של SARS-CoV-2]]
בווירולוגיה, חלבון ספייק (באנגלית: Spike protein) או חלבון פפלומר (peplomer) הוא חלבון היוצר מבנה גדול המכונה ספייק או פפלומר (מעין קוץ) שמבצבץ מעל פני השטח של מעטפת נגיפית.<ref> as cited in </ref><ref name="burrell_2016"></ref>  החלבונים הם בדרך כלל גליקופרוטאינים (תרכובות של חלבון ופחמימה הקשורים בקשר קוולנטי) היוצרים דימרים או טרימרים.<ref name="burrell_2016" />  <ref name="deng_2021"></ref>

== היסטוריה ואטימולוגיה ==
"פפלומר" הוא ספייק בודד שעולה מפני השטח של הנגיף. שכבת החומר על פני השטח של הנגיף היא פפלוס.<ref name="lwoff_1966"></ref><ref name="mahy_2009"></ref><ref name="lwoff_1966" /> דרכים מוקדמות לסיווג נגיפים כמו שיטת לווף-הורן-טורנייה משנות ה-60 השתמשו במראה ובמורפולוגיה (צורה) של הפפלוס והפפלומרים כמאפיינים לסיווג.<ref name="lwoff_1966" /><ref name="lwoff_1962"></ref><ref name="lwoff_cshl_1962"></ref> לאחרונה, המונח פפלוס נחשב מילה נרדפת למעטפת נגיפית.<ref name="mahy_2009" />  

== תכונות ==
ספייקים או פפלומרים הם בדרך כלל בליטות מהמשטח הוויראלי בצורת מוט או מקל. חלבוני ספייק הם חלבוני ממברנה עם אקטודומיינים חיצוניים גדולים בדרך כלל, תחום טרנסממברני יחיד המעגן את החלבון במעטפת הנגיף, וזנב קצר בחלק הפנימי של הנגיף. הם עשויים גם ליצור אינטראקציות חלבון-חלבון עם חלבונים ויראליים אחרים, כגון אלו היוצרים את הנוקלאוקפסיד.  הם בדרך כלל גליקופרוטאינים, בדרך כלל באמצעות גליקוזילציה מקושרת N ופחות מאשר גליקוזילציה מקושרת O.<ref name="burrell_2016" />  

== תפקידים ==
לספייקים יש בדרך כלל תפקיד בכניסה ויראלית לגוף המארח. הם עשויים לקיים אינטראקציה עם קולטנים משטח התא הממוקמים על התא המארח וייתכן שיש להם פעילות צבירה, התכנסות, התגבשות (hemagglutinizing) כתוצאה מכך, או שבמקרים אחרים הם עשויים להיות אנזימים.  לדוגמה, לנגיף השפעת יש שני חלבונים על פני השטח עם שני תפקידים אלו, המגלוטינין ונויראמינידאז.<ref name="mahy_2009" />  אתר הקישור לקולטן משטח התא ממוקם בדרך כלל בקצה הספייק.  חלבוני ספייק רבים הם חלבוני איחוי ממברנה.<ref name="harrison_2015"></ref> בהיותם חשופים על פני הווירוס, חלבוני ספייק יכולים להיות אנטיגנים.<ref name="mahy_2009" />

== דוגמאות ==
קוצים או פפלומרים נראים לעיתים בתמונות מיקרוסקופ אלקטרונים של מעטפת נגיפית כמו אורתומיקסו-וירוסים, פרמיקסו-וירוסים, ראבדו-וירוסים, פילו-וירוסים, וירוסי קורונה, בוניה-וירוסים, ארנה-וירוסים ורטרו-וירוסים.  

=== נגיפי הקורונה ===
נגיף קורונה מציג חלבון ספייק קורונה, הידוע גם בשם חלבון S, על פני השטח שלו. S הוא חלבון היתוך מסוג I ואחראי לתיווך כניסה ויראלית כשלב ראשון בזיהום ויראלי.<ref name="wang_2020"></ref> הוא אנטיגני מאוד ואחראי על רוב הנוגדנים המיוצרים על ידי מערכת החיסון בתגובה לזיהום. מסיבה זו חלבון הספייק היה מוקד הפיתוח עבור חיסונים נגד COVID-19 בתגובה למגפת הקורונה הנגרמת על ידי הנגיף SARS-CoV-2.<ref name="le_2020"></ref><ref name="kyriakidis_2021"></ref> לתת-סוג של וירוסי בטאקורונה (betacorona), הידועים בשם embecoviruses (לא כולל וירוסים דמויי SARS), יש חלבון משטח קצר נוסף המכונה המאגלוטינין אסטראז (hemagglutinin esterase).<ref name="woo_2010"></ref>

מגפת הקורונה חייבה זיהוי של חלקיקים נגיפיים במיקרוסקופי אלקטרונים הבודקים דגימות רקמות של מטופל. מבנים תת-תאיים נורמליים זוהו בצורה שגויה כנגיף קורונה בשל הדמיון השטחי שלהם למורפולוגיה של נגיף הקורונה, ומכיוון שהספייקים הייחודיים של נגיף הקורונה ניכרים על ידי שיטת הכתם השלילי אך הרבה פחות נראים בחתך דק.<ref name="bullock_2021"></ref>

=== נגיפי שפעת ===
לרוב תת-הקבוצות של נגיף השפעת יש שני חלבוני שטח המתוארים כפפלומרים, נויראמינידאז (אנזים) והמגלוטינין (חלבון היתוך מסוג I). לחלקם יש, במקום זאת, חלבון המאגלוטינין אסטראז אחד עם שני הפונקציות.

=== רטרו-וירוסים ===
לרטרו-וירוסים כגון נגיף הכשל החיסוני האנושי (HIV) יש פפלומרים על פני השטח.  אלו הם קומפלקסים של חלבונים שנוצרו על ידי שני חלבונים, gp41 ו-gp120, ששניהם באים לידי ביטוי מהגן env ויוצרים ביחד קומפלקס חלבון ספייק המתווך כניסה ויראלית.<ref name="mao_2012"></ref>

== הערות שוליים ==

קטגוריה:וירולוגיה