《輪狀病毒VP8與VP5抗原區相互作用及解離機制的研究》是依託廈門大學，由李廷棟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：輪狀病毒VP8與VP5抗原區相互作用及解離機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李廷棟
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
胰酶酶切將輪狀病毒VP4蛋白酶切成VP8和VP5可活化輪狀病毒。在輪狀病毒的感染過程中，VP8與唾液酸受體結合後，與VP5抗原區分離，暴露出原被VP8頭部區域掩蓋的膜融合區，進而介導輪狀病毒入胞。在這一過程中，VP8與VP5抗原區相互作用機制以及解離機制目前尚不清楚。申請人在前期研究中，通過對輪狀病毒冰凍電鏡結構分析發現VP8和VP5抗原區存在相互作用；同時，酶切獲得的VP8蛋白和截短表達的VP8蛋白與VP5蛋白之間均存在相互作用，並在此基礎上建立了分析二者相互作用的方法。在前期工作的基礎上，本課題擬通過結構分析發現VP8和VP5抗原區相互作用可能關鍵胺基酸，並通過缺失突變和定點突變進行驗證；同時，分析受體結合和理化因素對VP8和VP5抗原區相互作用的影響。通過以上研究以期闡明輪狀病毒感染過程中VP8和VP5抗原區相互作用及解離的可能機制。
結題摘要
輪狀病毒是導致5歲以下嬰幼兒腹瀉的主要病原體，其感染是一個多受體介導的、多步驟的複雜過程。刺突蛋白VP4可以介導輪狀病毒的吸附和入胞過程，在輪狀病毒的感染中發揮著重要的作用。VP4蛋白對胰蛋白酶敏感，可以被酶切形成VP8*和VP5*，從而增強輪狀病毒的感染性。胰酶酶切後，VP8仍結合在VP5*的頂部，在輪狀病毒感染過程中，VP8*蛋白要從VP5*頂部解離才能暴露出VP5*頂部的疏水區，從而介導輪狀病毒的入胞。目前，輪狀病毒VP4蛋白的結構已經成功解析，但是，VP8和VP5相互作用的機制及其在輪狀病毒感染過程中的解離機制仍不清楚。 本項目在課題組前期工作的基礎上，通過體外實驗對輪狀病毒VP8*和VP5*相互作用及解離的機制進行了初步研究。首先，我們基於目前已經解析的輪狀病毒冰凍電鏡結構（3IYU），通過Discovery Studio軟體分析VP8*和VP5*交界面胺基酸，發現可能的關鍵位點。在此基礎上，我們進一步通過截短蛋白和胺基酸定點突變分析參與VP8*和VP5*相互作用的關鍵區域和關鍵胺基酸。結果發現，aa37-48是維持VP8*和VP5*相互作用的關鍵區域，而P37、T43、Y45和Y69和VP8*蛋白與VP5*相互作用的關鍵胺基酸，主要相互作用力包括氫鍵和疏水相互作用。在解離機制方面，我們發現，對於所選毒株，受體結合有助於VP8*和VP5*的解離，而pH降低對於部分毒株則不是必需的。同時，對於LLR和DS-1，受體結合和pH降低對於VP8*和VP5*的解離具有協同作用。 本項目初步闡明了輪狀病毒VP8*和VP5*蛋白相互作用的機制及其在輪狀病毒感染過程中的解離機制，在後續研究中，可進一步通過反向遺傳學、冰凍電鏡結構解析等進一步驗證。本項目的開展有助於闡明輪狀病毒的感染機制，並為輪狀病毒疫苗和藥物的研究提供了依據。
