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蛋白质是病毒的另一类主要成分，包括结构蛋白和非结构蛋白。
非结构蛋白是指由病毒基因组编码的，在病毒复制或基因表达调控过程中具有一定功能，但不结合于病毒颗粒中的蛋白质。
结构蛋白是指构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质，包括壳体蛋白、包膜蛋白和毒粒酶等。
壳体蛋白是构成病毒壳体结构的蛋白质，由一条或多条多肽链折叠形成的蛋白质亚基，是构成壳体蛋白的最小单位。壳体蛋白的主要功能是：
(1)构成病毒的壳体，保护病毒的核酸。
(2)无包膜病毒的壳体蛋白参与病毒的吸附、侵入，决定病毒的宿主嗜性，同时它们还是病毒的表面抗原。
包膜蛋白是构成病毒包膜结构的蛋白质，包括包膜糖蛋白和基质蛋白两类。主要功能是：
(1)是病毒的主要表面抗原，它们与细胞受体相互作用启动病毒感染发生，有些还介导病毒的侵入。
(2)还可能具有凝集脊椎动物红血球细胞、细胞融合以及酶等活性。
(3)基质蛋白构成膜脂双层与核衣壳之间的亚膜结构，具有支撑包膜、维持病毒结构的作用，并在病毒芽出成熟过程中发挥重要作用。
毒粒酶根据功能大致分为两类：
1、参与病毒侵入、释放等过程，如T4噬菌体的溶菌酶。
2、参与病毒的大分子合成，如逆转录病毒的逆转录酶。
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