包膜糖蛋白

包膜糖蛋白（Glycoprotein, GP）指由病毒自身編碼的、包被在病毒外層的糖蛋白。GP是一種多功能蛋白質，在病毒的吸附和穿入宿主細胞、致病性、下調宿主細胞表面蛋白質表達和增加病毒裝配和出芽過程中起著至關重要的作用；同時包膜糖蛋白是保護性免疫的主要目標，是誘導產生中和抗體的最理想抗原。

中文名稱	包膜糖蛋白
英文名稱	envelope glycoprotein
定　　義	通常指病毒外層包被上的糖蛋白。
套用學科	生物化學與分子生物學（一級學科），糖類（二級學科）

基本介紹

• 中文名：包膜糖蛋白
• 外文名：Glycoprotein
• 主成分：糖蛋白

定義

包膜糖蛋白（Glycoprotein, GP）指由病毒自身編碼的、包被在病毒外層的糖蛋白。GP是一種多功能蛋白質，在病毒的吸附和穿入宿主細胞、致病性、下調宿主細胞表面蛋白質表達和增加病毒裝配和出芽過程中起著至關重要的作用；同時包膜糖蛋白是保護性免疫的主要目標，是誘導產生中和抗體的最理想抗原。

由於人類免疫缺陷病毒在感染宿主細胞的過程中，病毒首先要對宿主細胞進行識別、結合或者包膜與宿主細胞膜結合，這些過程都與包膜糖蛋白有關。

包膜糖蛋白通過與受體結合介導病毒進入宿主細胞，並可通過與內皮細胞結合破壞微血管的完整性，引起血管滲漏。另外，包膜糖蛋白具有重要的受體結合位點和抗原表位，在病毒感染和宿主免疫過程中起著十分重要的作用，也是目前疫苗研究的熱點。

作用

1、包膜糖蛋白是病毒的主要表面抗原，它們通過與細胞受體相互作用啟動病毒感染髮生，有些還介導病毒侵入宿主細胞。

2、包膜糖蛋白具有重要的受體結合位點和抗原表位，是目前疫苗研究的熱點

3、包膜糖蛋白還可能具有凝集脊椎動物紅血球細胞、細胞融合以及酶等活性。

HIV-1的包膜糖蛋白

包膜糖蛋白介導的病毒與細胞的膜融合是HIV-1生命周期的開始，而病毒的進入並不是一件容易的事，HIV-1的包膜糖蛋白在病毒接觸宿主細胞及膜融合過程具有決定性的作用。

HIV-1的包膜糖蛋白是由基因env編碼，在內質網上合成病毒包膜蛋白前體p88，經過糖基化修飾後成為gpl60前體，並摺疊組裝成多聚體形式，再被運輸至高爾基體中，在宿主細胞蛋白酶的作用下剪下成為表面糖蛋白(surfaceglycoprotein, SU)，相對分子質量約為1．2x105和跨膜糖蛋白(transmembraneglycoprotein, TM)，相對分子質量約為4．1 x104，用分子量分別表示為gpl20(表面糖蛋白)和gp41(跨膜糖蛋白)。Gpl20及gp41通過細胞的分泌途徑被轉運到細胞膜表面，跨膜糖蛋白gp41插入到宿主細胞膜上，gpl20通過非共價鍵與gp41結合，形成細胞膜外的突起。成熟的病毒顆粒上gpl20與gp41的三聚體結構形成病毒包膜上的突起，並介導病毒在宿主細胞上的吸附和穿入。病毒與宿主細胞的接觸即為表面糖蛋白gpl20與宿主細胞表面的CD4受體結合，接著gpl20-CD4複合體與宿主細胞表面的輔助受體(一般情況下為CXCR4及CCR5)相互作用，使跨膜糖蛋白gp41發生構象變化，從而誘導膜融合，介導病毒進入宿主細胞內，引起感染。

Gpl20與gp41通過非共價鍵結合，在自然狀態下，gpl20包含兩個區域：1)內部區域，與gp41相互作用，並形成包膜糖蛋白三聚體突起；2)外部區域，形成病毒表面突起的大部分，並被高度糖基化修飾。Gp41單體包括胞外結構域(ectodomain, ED)、跨膜結構域(membrane spanning domainning, MSD)和胞內結構域(cytoplasmic domain, CD)三部分。

HCV的包膜糖蛋白

C型肝炎病毒（HCV）結構蛋白(C、E1和E2)在宿主內質網信號肽酶的作用下，裂解出E1和E2蛋白。HCV E1和E2蛋白高度糖基化，且每個糖基的羧基末端都有一個疏水區域，且依此錨定於細胞質膜。E1糖蛋白位於192～383位胺基酸序列，是一個約30～35kD的糖基化蛋白，含5～6個N一糖基化位點，脫糖基後為21kD，屬於Ⅰ型內源性糖基化蛋白，E1通過N末端與Core蛋白結合，也可以與NS2蛋白相互作用，在病毒生命周期中起著重要的作用。E2糖蛋白位於384～809位胺基酸序列，含約11個糖基化位點，糖蛋白分子量為58～70kD。HCV E2蛋白，尤其是HVRl區是病毒基因組上最高變的區域，同時也是中和性抗體最重要的中和靶位，但有研究表明HVRl的刪除對E2的結構並無明顯影響，HVRl缺失的E2表型依然具有對構象敏感性單克隆抗體(MAbs)的結合活性，仍可與CD81的EC2區結構。在宿主信號肽酶的作用下，從HCV多聚蛋白的前體中裂解出來。E2蛋白由一個大的N端外膜區和一個C端疏水錨定區組成。疏水區僅有小於30個胺基酸的組成，作為跨膜區的一部分。新近研究發現其功能為：(1)膜區錨定；(2)形成E1-E2二聚體；(3)內質網定位；(4)包含信號序列。

E1和E2糖蛋白構成HCV的包膜蛋白，是病毒的重要組成部分，該包膜蛋白部分或全部位於病毒顆粒表面並含有重要的中和性抗原表位。El和E2通過非共價鍵形成異源性二聚體，共同組成HCV病毒粒子的包膜，其與病毒吸附和進入靶細胞過程有重要關係。因此，包膜糖蛋白普遍認為是疫苗研究的靶標。

伊波拉病毒的包膜糖蛋白

包膜糖蛋白是伊波拉病毒包膜唯一的表面蛋白，具有2個閱讀框，分別編碼1個分泌型的小蛋白sGP（secreted GP）和1個全長的跨膜GP。sGP作為GP的早期產物被大量表達，以同型二聚體形式存在，包含C53-C53′和C306-C306′兩個二硫鍵，並且有6個N－連線糖基化位點，但只有5個始終保持糖基化；sGP可能與干擾免疫細胞對病毒的殺傷作用有關，然後再通過RNA編輯或框架漂移方式合成GP。全長GP位於病毒顆粒表面，為Ⅰ型跨膜蛋白，由GP1和GP2兩個亞單位形成三角裂杯狀的同源三聚體，並且高度糖基化，GP1在病毒和受體識別中發揮重要作用，而GP2主要介導病毒和包膜的融合。EBOV-GP可以通過多種攝取途徑結合侵入細胞，如格線蛋白介導的內吞作用、小胞/脂筏介導的內吞作用和胞飲途徑。