
鸡新城疫病毒F蛋白的研究进展
新城疫病毒(NDV)是一种带有包膜的负RNA病毒。新城疫病毒基因组编码6种结构蛋白:L蛋白是一种与核衣壳相关的RNA依赖性聚合酶;HN~具有血凝素和神经氨酸酶活性,构成副粘病毒的大纤维;F是融合蛋白,形成小纤维;NP是一种核衣壳蛋白;P为磷酸化核衣壳相关蛋白;M是基质蛋白,是胶囊的支架。融合蛋白是新城疫病毒的功能性糖蛋白之一,在新城疫病毒的发病机制和免疫应答中起着重要作用,已成为新城疫病毒致病性研究的热点。为了使我们对F蛋白有一个全面的了解新城疫病毒(NDV)
1和F蛋白
F基因的结构长度为1662bp。单个开放阅读框编码553个氨基酸的多肽。单体的分子量为65kd。NDV F蛋白主寡聚体的分子量为195kd,次寡聚体的分子量为130kd。F蛋白有三个疏水氨基酸区:一个在N端信号肽序列(1-32)中,一个在F0裂解产生的N端F1肽(117-142)中,可以启动病毒与宿主细胞膜的融合,另一个在F1的C端附近,可以使蛋白质嵌入病毒包膜(500-525),六个潜在的糖基化位点被定位分别在残基851913664471和541处进行酶切。F蛋白中有3个保守的抗原位点,分别为343(i-leu)和72(Ⅱ - ASP)161(Ⅲ - 待定)。有证据表明,三个抗原位点中任何一个氨基酸的改变都会引起反原位位点的改变,从而引起折叠蛋白的空间变化,影响抗体与位点的结合。F蛋白以非活性F0蛋白的形式存在。糖蛋白F0在融合前必须被宿主细胞蛋白酶切割成F1和F2。如果它不能分裂,就会产生非传染性病毒颗粒。胰蛋白酶能切割所有新城疫病毒的F0,对非传染性病毒进行体外处理可恢复其传染性结果表明,F0在细胞培养中不能正常增殖或产生菌斑,在琼脂培养基中加入胰蛋白酶可产生菌斑,说明F0裂解
2和F蛋白
F蛋白的功能在诱导细胞融合和破坏细胞中的重要性。F蛋白由极性疏水区(位于F蛋白末端)和几个亮氨酸折叠区(HR区)组成。F0具有多碱基序列,包括C-末端螺旋(Aah)和HR区域。AAH区的一端与融合蛋白区连接,另一端与跨膜区连接。不同菌株的AAH区不同,AAH区与m蛋白密切相关饱和。在F蛋白的N端有一个可切割的信号肽序列,它可以引导新的肽链穿过内质网膜,并通过C端的疏水端转移域或跨膜域将新的肽链铺在膜上,从而引起病毒包膜与细胞膜的融合,故称为融合肽。F蛋白融合肽位于F1蛋白中,具有HR区。HR1位于融合的C端,HR2与跨膜区相连,有一个五倍螺旋体。HR区亮氨酸的变化对F蛋白的融合特性有很大影响,但对跨膜转运无明显影响运动与低糖基化F蛋白。保守的亮氨酸对细胞融合是必需的,但对糖基化分子不是必需的。通过改变F1的非保守区,突变F1蛋白的膜融合能力没有明显改变,说明HR保守区可以与细胞膜融合,促进细胞融合。需要指出的是,单靠F蛋白的表达并不能完成这一过程。需要与同源HN共表达才能显示融合细胞的活性,但与异源HN共表达不能引起细胞融合,说明F与HN的相互作用具有很强的特异性。如果改变F蛋白酶的限制性位点,则大合胞体的形成无胰蛋白酶不能诱导a。胰蛋白酶消化后,突变蛋白可诱导大合胞体的形成,但胰蛋白酶消化的正常F蛋白不能提高细胞融合能力
3和F蛋白
裂解位点的氨基酸序列与毒力的关系)在离F0末端100个氨基酸处有一个由精氨酸和赖氨酸组成的裂解位点,与其他两株不同,F蛋白的裂解位点(112~117个氨基酸残基)存在显著差异。序列分析表明,该区重要氨基酸序列的变异与新城疫病毒bec的毒力直接相关因为该位点的氨基酸组成和排列决定了F蛋白的裂解活性。所有毒株的氨基酸残基均为112arg-Arg-Gln-Lys/Arg-Arg-phe117,所有减毒株的氨基酸序列均为112gly-Arg/Lys-Gly-Gly/Ser-Arg-leu117,均在1.17之前被切割。强毒株的F蛋白有两对碱基氨基酸(Lys)或精氨酸(ARG)被谷氨酰胺(Gln)分离,可以在许多细胞系中被切割;紧接着这个结构的是苯丙氨酸(PHC),它是F2肽的N-末端标记。相反,弱毒株没有碱性氨基酸对,它们是残基112-115处的甘氨酸(Gly)和F2 pol的N端ypeptide是亮氨酸(Leu)。因为强毒株含有额外的碱性氨基酸,它们能被多种宿主组织或器官中的蛋白酶切割,而弱毒株只在胰蛋白酶相似的部位增殖,因此,感染往往是局部的(应用
4和F蛋白进行遗传分组
,菌株的大部分变异集中在F基因编码区的前部(1-142个残基),其中包括信号肽序列(9-25个氨基酸残基),切割活性序列(112-116个氨基酸残基)和部分融合诱导的疏水区(117-142个氨基酸残基)。信号肽在F蛋白合成后很快被切断,而F蛋白不是功能性F蛋白的组成部分蛋白质。F蛋白基因的47-420个氨基酸残基是高度可变的,称为F蛋白可变区。可变区限制性位点分析可作为新城疫病毒株系遗传分型的重要指标。1995年,ballagi-pordang等人利用限制性内切酶分析将200多株新城疫病毒菌株分为6个遗传群,即I、II、III、IV、V和VI遗传群。1997年,lomnjczj等人报道了第VII遗传群,并在20世纪60年代在南非分离的已确认菌株的后代中发现了第VIII遗传群。曹殿军等在我国部分地区新城疫分子流行病学研究中发现了我国特有的IX基因型,并对基因型进行了划分pevii分为VIIa、VIIB、VIIc、viid和viie五个亚型。这些分析结果与Nd的流行规律非常吻合,因此,F蛋白一方面能诱导细胞融合,破坏细胞,另一方面具有良好的免疫原性,可用于制备肽疫苗,是Nd分子流行病学调查(
的有效手段,从而保护靶细胞免受病毒感染;另一方面,不同基因型F蛋白在新城疫流行模式分析中的作用也不容忽视。F蛋白是研究新城疫病毒
功能的重要对象之一
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