傳染性鮭魚貧血癥病毒M1蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究
發(fā)布時間:2018-05-14 16:52
本文選題:正粘病毒 + 傳染性鮭魚貧血癥病毒 ; 參考:《華中農(nóng)業(yè)大學》2017年博士論文
【摘要】:許多囊膜病毒都能夠編碼基質(zhì)蛋白,包括副粘病毒、正粘病毒、皰疹病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒和脊髓灰質(zhì)炎病毒。病毒的基質(zhì)蛋白也被稱為病毒裝配 適配器‖,因為它能介導病毒包膜或糖蛋白與病毒核糖核蛋白(RNP)復合物的相互作用,從而促進病毒基因組組裝進新裝配的病毒中。正粘病毒家族所有的成員,包括流感病毒A、B、C、索戈托病毒屬,以及Isavirus,都編碼基質(zhì)蛋白,并稱為M1。在A型流感病毒中,基質(zhì)蛋白1(M1)在病毒的囊膜下聚集成一層蛋白層,幫助形成感染病毒的形狀以及維持其結(jié)構(gòu)的完整性。研究表明,流感病毒的M1蛋白能介導核衣殼的核輸出以及隨后將其包裝到新的病毒粒子中,還能夠介導病毒的出芽。盡管對于A型流感病毒M1蛋白的研究十分廣泛及細致,但到目前為止,只有其N端結(jié)構(gòu)域的晶體結(jié)構(gòu)被解析出來。傳染性鮭魚貧血癥病毒(ISAV)是一種能夠?qū)е吗B(yǎng)殖的大西洋鮭魚高死亡率的重要的正粘病毒。ISAV和流感在病毒結(jié)構(gòu)、基因組成、生活周期以及病毒編碼的各種蛋白的功能上都有很多相似之處,是研究流感病毒蛋白的結(jié)構(gòu)與功能的一個很好的可供選擇的模型。為了從整體上更好地了解正粘病毒M1蛋白的結(jié)構(gòu)和功能,本研究解析了ISAV的M1蛋白(ISAV-M1)全長的晶體結(jié)構(gòu),分辨率達到了2.6?。這是國內(nèi)外首次報道正粘病毒基質(zhì)蛋白的全長晶體結(jié)構(gòu)。ISAV-M1的晶體結(jié)構(gòu)表明:其含有一個N端結(jié)構(gòu)域(N-domain)和C端結(jié)構(gòu)域(C-domain),整體呈現(xiàn)一個肘形。雖然ISAV-M1的N-domain與A型流感病毒M1蛋白的N-domain在序列上相似度很低,但其在結(jié)構(gòu)上卻是相似的。ISAV-M1的C-domain通過一個延伸的Loop結(jié)構(gòu)與N-domain相連,并且折疊成一個含有4個α-螺旋的螺旋束。在晶體中,ISAV-M1的單體組裝成無限的二維晶格,這種結(jié)構(gòu)特征與流感病毒完整的病毒顆粒中與膜相連的基質(zhì)蛋白的結(jié)構(gòu)類似。通過脂質(zhì)體浮選實驗,發(fā)現(xiàn)ISAV-M1是通過靜電相互作用與膜結(jié)合的,并且找出了關(guān)鍵的膜結(jié)合位點是在N-domain上的K63/K66/K68。同時也證實ISAV-M1具有RNA結(jié)合活性。此外,用低溫電子斷層掃面檢測ISA病毒粒子,發(fā)現(xiàn)ISAV-M1在病毒的包膜下面形成一層蛋白基質(zhì)。將ISAV-M1的二維晶格擬合到斷層掃描圖片中,能夠很好地與基質(zhì)蛋白層的密度厚度相吻合,這說明本研究的二維M1晶格很好地模擬了真實狀態(tài)下感染顆粒中的基質(zhì)蛋白層。有研究表明,ISAV的NS1和M2都是I型干擾素拮抗劑。而對于M1或NEP的特性認識卻非常少。此外,之前的研究稱熱休克同源蛋白70(Hsc70)能夠與流感病毒的M1和NEP蛋白相互作用,為病毒的核糖核蛋白(vRNP)通過vRNP-M1-NEP復合物的輸出提供幫助。因此,本研究檢測了在單獨表達或共表達的情況下,ISAV的M1、NEP蛋白以及Hsc70蛋白的細胞亞定位情況。同時,這三個蛋白的相互作用也用pull-down實驗進行了驗證。本研究的目的是闡明ISAV的M1蛋白和NEP蛋白以及細胞的Hsc70的亞細胞定位以及相互作用。結(jié)果表明:當M1、NEP以及Hsc70蛋白單獨表達在雜交鱧(SSN-1)細胞中時,發(fā)現(xiàn)M1是同時定位在細胞質(zhì)和細胞核中的,NEP則是只定位在細胞質(zhì)中并且在細胞核周圍聚集,而Hsc70是遍布在細胞質(zhì)中且細胞核中沒有。當這三個蛋白兩兩共表達時,我們發(fā)現(xiàn)M1和Hsc70都分別能夠與NEP共定位在細胞質(zhì)中并聚集在細胞核周圍。而M1和Hsc70共表達時,其定位情況與單獨表達時類似。與此同時,本研究還進行了pull-down實驗來驗證三個蛋白之間的相互作用。結(jié)果表明,NEP能夠分別與M1和Hsc70相互作用,而M1和Hsc70之間的相互作用也能觀察到,但是相對于NEP與Hsc70之間的相互作用要弱很多。本研究闡明了ISAV的M1和NEP蛋白以及Hsc70的亞細胞定位和相互作用。這些數(shù)據(jù)將會幫助我們對于ISAV的生命周期尤其是vRNP的輸出過程有一個更好的理解。
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本文編號:1888710
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