Hidden symmetry of small spherical viruses and organization principles in "anomalous" and double-shelled capsid nanoassemblies.
Hidden symmetry of small spherical viruses and organization principles in "anomalous" and double-shelled capsid nanoassemblies.
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小球形病毒的隐藏对称性和“异常”双壳衣壳纳米组件中的组织原理。
DOI：
10.1039/c6nr04930c
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
6.7
通讯作者：
V. Lorman
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Rochal;O. Konevtsova;A. Myasnikova;V. Lorman
我们提出了由不对称蛋白质分子组成的具有二十面体对称性的球形纳米组装体的结构组织原理。该方法修改了二十面体病毒衣壳的范例几何卡斯帕和克鲁格（CK）模型，并证明了“异常”和常规衣壳结构的共同起源。与以前所有的“异常”病毒衣壳模型相比，所提出的修改后的模型保留了CK方法的基本结构原理，并揭示了所有小病毒外壳下的共同隐藏对称性。我们展示了“异常”和常规衣壳的共同起源，并在同一框架内解释它们的结构。组织原理是由球面上位置序的群论分析导出的。讨论了修正的CK几何模型与二维球形结晶理论的关系。我们还将所提出的方法应用于复杂的双壳衣壳和具有突出的旋钮样蛋白质的衣壳。引入的同心纳米壳的可折叠性的概念解释了其组织的特殊性，并有助于预测类似的，但尚未发现的双壳病毒衣壳纳米结构。
We propose the principles of structural organization in spherical nanoassemblies with icosahedral symmetry constituted by asymmetric protein molecules. The approach modifies the paradigmatic geometrical Caspar and Klug (CK) model of icosahedral viral capsids and demonstrates the common origin of both the "anomalous" and conventional capsid structures. In contrast to all previous models of "anomalous" viral capsids the proposed modified model conserves the basic structural principles of the CK approach and reveals the common hidden symmetry underlying all small viral shells. We demonstrate the common genesis of the "anomalous" and conventional capsids and explain their structures in the same frame. The organization principles are derived from the group theory analysis of the positional order on the spherical surface. The relationship between the modified CK geometrical model and the theory of two-dimensional spherical crystallization is discussed. We also apply the proposed approach to complex double-shelled capsids and capsids with protruding knob-like proteins. The introduced notion of commensurability for the concentric nanoshells explains the peculiarities of their organization and helps to predict analogous, but yet undiscovered, double-shelled viral capsid nanostructures.
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