Kapsid, bir virüsün protein kabuğudur, bir veya daha fazla
proteinin geometrik olarak düzenlenmiş bir yapıya self-montajıyla oluşur.
Bir kapsid, bir ya da iki tabaka halinde düzenlenmiş
bireysel protein altbirimlerden (kapsomerler) oluşur; simetrisi kübik veya
sarmal olabilir. Kapsidin ana fonksiyonları viral genomun korunması, hücreye virion
(yapısal olarak olgun enfeksiyoz partikül) adsorpsiyonu ve bunun hücre
reseptörleri ile etkileşim yoluyla hücrenin içine penetrasyonunu sağlamaktır. Simetri,
genom paketlemesi için gerekli olan çok sayıda kapsomer içeren oldukça kompakt
bir kapsid yapısını destekler. Bir kapsid oluşumu kristalleşme prosesine benzer
ve self-montaj ilkesine dayanır. Kapsomer sayısı her bir türe özgüdür ve
virionların boyut ve morfolojisine bağlıdır. Self-montaj prosedürü, doğal virüs
partiküllerinin, bir viral kapsid ve bir heterolog nükleik asitten oluşan partiküllerin
ve nükleik asitler içermeyen virüs benzeri partiküllerin elde edilmesini
sağlar.
Simetrik olarak düzenlenmiş viral partiküller veya viral
protein kabuğunun self-montaj (tekrar polimerleşmiş) proteinleri, çeşitli
biyo-inorganik malzemenin oluşturulması için iskele (scaffolds) olarak kullanılabilir;
nanotüpler, nano elektrodlar, nanokonteynerler. Bazı metaller (altın, platin)
veya metal içeren bileşikler (gümüş, altın, platin’nin klorürleri, demir oksit,
kadmiyum ve kükürt sülfürler), bir kapsidin yüzeyindeki viral kabuk proteinlere
veya iç boşluğuna bağlanabilir. Altın veya platin ile metalize edilmiş
kapsidler nanodevrelerin geliştirilmesinde (nanoteller, nanoelektrodlar,
nano-optikproblar, v.s.) kullanılmaktadır.
Virüslerin kristaller oluşturma kabiliyeti aynı zamanda üç-boyutlu
uzun ömürlü nanoyapılar elde etmek için de kullanılır. Virüsler, kristalin
halde partiküler mimarinin tam simetrik poröz yapılarını oluştururlar. Bu
boşluklar ve kanallar, soy metallerin üç-boyutlu nanokompozitlerini üretmek
için kullanılabilir.
Kapsid proteinin modifikasyonu, veya diğer virüs, bakteri
veya özel ligandların yapısal bileşenleri ile değiştirilmesiyle, rekombinant
viral nanopartiküller (RVN) yaratılabilir. RVN protein kabuğunun kimyasal
modifikasyonu, RVN kabuğu proteinlerine karşı bağışıklık tepkisini azaltır ve
böylece konakçının bağışıklık hücrelerinden RVN korumasını arttırmaya yardımcı
olur. Böylece, konakçıdaki RVN sirkülasyonu uzatılabilir, RVN'lerin dozu toksik
etkileri azaltarak düşürülebilir. Bu tür RVN'ler, ilaçların, terapötik nanopartiküllerin
ve gen tedavisinin bileşenlerini hedef hücrelere hedefli iletmeinde kullanılabilir.
Şekil:
(a) Bir sitomegalovirüs şeması, (b) bir edenovirüsün eksohedral kapsidi
