副粘病毒融合蛋白連線區介導膜融合的分子機制

《副粘病毒融合蛋白連線區介導膜融合的分子機制》是依託山東大學，由王志玉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：副粘病毒融合蛋白連線區介導膜融合的分子機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王志玉
• 依託單位：山東大學

中文摘要

副粘病毒是人類及動物的重要致病病毒。病毒包膜與宿主細胞膜的融合和細胞之間的膜融合是副粘病毒感染宿主細胞的關鍵步驟和重要病理特徵，此過程是在同源性血凝素-神經氨酸酶（HN）協助下，由病毒包膜融合蛋白（F）介導下完成的。連線區是F蛋白結構域連線的橋樑和紐帶，同時也是結構域相互傳遞信息的通路。目前認為，HR1與HR2之間的區域（包括D1，D2，D3結構域和連線區L1，L2和L3）與融合肽存在相互作用，D1，D2和D3區域內的保守胺基酸對F蛋白介導細胞融合功能至關重要。而連線區在F蛋白介導細胞融合過程中發揮何種作用尚不清楚。本課題擬以人副流感病毒3型（hPIV3）和新城疫病毒（NDV）為模型，通過連線區缺失、突變和替代三種方法研究F蛋白三個連線區在F蛋白介導細胞融合機制中的作用。同時擬設計含有連線區L1的合成肽，在為研究合成肽抗病毒作用機制提供新思路的同時，進一步探索細胞融合的發生機制。

結題摘要

病毒包膜與宿主細胞膜之間的融合以及細胞之間的膜融合是副粘病毒感染宿主細胞的關鍵步驟和重要病理特徵，此過程是在同源性血凝素-神經氨酸酶（HN）協助下，在病毒包膜融合蛋白（F）介導下完成的。連線區是F蛋白結構域連線的橋樑和紐帶，同時也是結構域相互傳遞信息的通路。而連線區在F蛋白介導細胞融合過程中發揮何種作用尚不清楚。本課題以人副流感病毒3型（hPIV3）和新城疫病毒（NDV）為模型，通過連線區缺失、突變和替代三種方法研究F蛋白三個連線區在F蛋白介導細胞融合機制中的作用。同時設計含有連線區L1的合成肽，在為研究合成肽抗病毒作用機制提供新思路的同時，進一步探索細胞融合的發生機制。 本課題構建了針對hPIV3 F蛋白連線區的26個點突變體、6個嵌合體和2個缺失體，然後檢測各突變體、嵌合體、缺失體的蛋白表達效率，蛋白的摺疊與加工情況，細胞融合活性以及與同源性HN的相互作用。結果顯示， hPIV3 F蛋白DI-DII連線區對膜融合功能有重要影響，且各胺基酸殘基對F蛋白介導的細胞融合的影響並不完全相同，K369E、S370A、V373A、V373T 和 P374T突變體的膜融合活性均低於野生型水平的19%，而K369A、D371A、I372A 和P374A突變體的膜融合活性均略大於野生型水平的50%。且膜融合活性的降低可能是由於突變導致各突變體F蛋白與同源性HN蛋白在細胞表面的相互作用能力降低所致。hPIV3 F蛋白DI-DIII偽連線區的亮氨酸拉鏈類似結構對膜融合活性有重要影響:3個單點突變體（L257A、L271A 和I299A）和3個二聯突變體的膜融合能力極度降低，其中三聯突變體對膜融合活性的影響最大；該結構的完整性是完成膜融合過程必不可少的。hPIV3 F蛋白HRB連線區內的胺基酸突變對細胞融合活性有重要影響，其中N446為關鍵胺基酸位點。hPIV3 F蛋白的DI-DII連線區（L1區）和HRB連線區（L3區）嵌合體與缺失體：NDV-L1、NDV-L3、MV-L1、MV-L3、hPIV1-L1、 hPIV1-L3D-L1、D-L3。膜融合能力檢測發現只有hPIV1-L1、 hPIV1-L3仍保留部分融合活性，其他突變體融合能力幾乎完全喪失。 除此之外，還開展了HN蛋白頭部保守胺基酸、頭頸連線區、頭頸相互作用面等與課題相關的研究。