副流感病毒5包膜糖蛋白的结构与功能

副流感病毒5(Parainfluenza virus 5,PIV5)属于单股负链不分节段的RNA病毒,迄今尚未发现PIV5与人类已知的疾病有关,主要被用作疫苗载体。其包膜上存在三种糖蛋白:融合(Fusion,F)蛋白、血凝素-神经氨酸酶(Hemaggulatinin-neuraminidase,HN)蛋白、小疏水性(Small hydrophobic,SH)蛋白。F蛋白能在同源性HN蛋白的协助下介导膜融合,HN蛋白具有受体识别、神经氨酸酶活性和促细胞融合活性,SH蛋白则在病毒致病机制中起作用。本文主要阐述了三种包膜糖蛋白的结构和功能,旨在为PIV5的研究提供一些参考。     

新城疫病毒HN蛋白促细胞融合机制研究进展

新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)可导致急性和高度致死性禽类传染病,严重危害世界养禽业。膜融合是NDV发挥毒力的第一步,血凝素-神经氨酸酶(Hemagglutinin-neuraminidase,HN)发挥促细胞融合作用,协助融合蛋白(Fusion protein,F)介导完成膜融合这一过程。本文从HN蛋白的结构和功能入手,对HN蛋白头部、头-颈连接区及颈部在促细胞融合机制中的作用进行综述与讨论,以期为深入研究NDV的致病机制,进一步研发新型药物和疫苗提供新的思路。     

副粘病毒F1蛋白胞外非保守区对其特异性膜融合的影响

为了解融合蛋白F1分子的胞外非保守区在融合蛋白(F)与血凝素．神经氨酸酶(HN)的特异性膜融合中的作用,采用基因定点突变方法,在新城疫病毒(NDV)F1与人副流感病毒(hPIV)F1基因的胞外非保守区进行定点突变,创造酶切位点,得到分别含3个相同酶切位点的突变株NDV-M和hPIV-M。经检测,突变体的细胞融合功能与野毒株相同。然后用3个限制性内切酶分别从NDV-M与hPIV-M中切出两个片段NDVF-1、F-2及hPIVF-1、F-2。NDV-M和hPIV-M相互交换对应的F-1片段后进行基因重组,得到2个嵌合体(Chimera),即NDV-C1和hPIV-C1;同样方法交换F-2片段后又得到2个嵌合体NDV-C2和hPIV-C2。将各种嵌合体DNA与同源及异源HN基因共转染BHK21细胞后,在真核细胞中表达。Giemsa染色和指示基因法检测细胞融合功能,荧光强度分析(FACS)检测F蛋白的表达效率。结果表明,突变体：NDV-M和hPIV-M的细胞融合功能与野毒株相同,可用于构建嵌合体。NDV-1C和NDV—C2分别与NDV HN共表达后,融合功能达到野毒株的76．34％和96．2％,与hPIV HN共表达后均无细胞融合发生;hPIV-C1和hPIV—C2分别与hPIV HN共表达后,融合功能达到野毒株的65．82％和93．78％,与NDV HN共表达后无细胞融合发生。FACS分析表明,突变体及所有嵌合体蛋白F的表达效率与野毒株相比均没有明显变化。实验结果说明在F1蛋白的胞外非保守区中,NDV F-1和hPIV F-1这两个片段对于NDV和hPIV的特异性膜融合具有重要作用;而NDV F-2和hPIV F-2这两个片段对于NDV和hPIV的膜融合来讲,则特异性较低。     

新城疫病毒M蛋白在病毒毒力和复制中的作用研究进展

M蛋白是新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基因组编码的一种非糖基化膜相关蛋白,主要位于病毒囊膜内表面,构成病毒囊膜与核衣壳连接的支架。研究表明,M蛋白是一种细胞核-细胞质穿梭蛋白,在抑制细胞基因转录和蛋白质合成以及协助病毒粒子组装和出芽方面发挥了重要作用。目前,国内外对NDV毒力和复制的关系研究主要集中在病毒的F、HN和V蛋白以及RNP复合体,但是近年来研究人员利用反向遗传操作技术研究发现M蛋白与NDV毒力和复制也存在一定的联系。因此,本文主要对NDV M蛋白的结构特征、M蛋白对NDV毒力和复制的影响及其作用机制进行综述,以期为NDV M蛋白的功能研究提供新的理论参考。     

副粘病毒HN蛋白颈部与F相互作用区功能的研究

副粘病毒(Paramyxovirus)包膜上镶嵌着两种糖蛋白血凝素-神经氨酸酶(Hemagglutinin-neuraminidase,HN)和融合蛋白(Fusion protein,F),两者的相互作用是决定病毒宿主范围、毒力和传播的关键。为探讨HN颈部与F相互作用区(Fusion interaction region,FIR)在膜融合机制中的作用,选取新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)与人副流感病毒3型(human parainfluenza virus type 3,hPIV3)为研究对象,通过片段置换及同源重组技术构建嵌合体C1、C2,进一步将NDV及hPIV3 HN的FIR内第51位丝氨酸(Serine,S)、第55位天冬氨酸(Aspartic acid,D)定点突变为丙氨酸(Alanine,A),获得突变体NDVS51A、NDVD55A、hPIV3 S51A、hPIV3 D55A,对嵌合体及突变体蛋白的细胞表面表达效率、受体识别活性、神经氨酸酶活性、促细胞融合活性及半融合活性进行检测。结果:各嵌合体C1、C2及突变体NDV S51A、NDV D55A、hPIV3 S51A、hPIV3 D55A的细胞表达效率、神经氨酸酶活性(Neuraminidase,NA)与野生型相比差异不显著(P0.05),但促细胞融合活性均有不同程度的降低(P0.05),C1、C2、NDV S51A、NDV D55A、hPIV3 S51A、hPIV3 D55A分别为野生型的7%、9%、27%、19%、17%和21%;C1、C2、NDV S51A、NDV D55A、hPIV3 S51A、hPIV3 D55A的受体识别活性分别为14.7%、22.3%、35.5%、28.8%、33.9%和40.2%,与野生型相比差异显著(P0.05)。结果表明:副粘病毒HN蛋白颈部与F相互作用区的突变及置换使HN蛋白的促细胞融合活性、受体识别活性降低,其中第51位丝氨酸(S51)及第55位天冬氨酸(D55)发挥重要作用。     

尼帕病毒包膜糖蛋白及细胞融合机制研究进展

尼帕病毒(Nipah virus,NiV)是一种新发人兽共患病病原体,其传染性强,致死率高,不仅严重危害当地人群的生命财产,也对全球公共卫生安全构成严重威胁。本文从尼帕病毒包膜表面两种重要糖蛋白——附着蛋白G和融合蛋白F入手,简要介绍其结构形态和生理学功能,并联系尼帕病毒的组织趋向性,重点阐述G蛋白与其蛋白受体eB2/eB3(ephrin-B2/ephrin-B3)之间、G蛋白与F蛋白之间的相互作用机制,对近几年来国内外研究的最新进展进行回顾与展望。     

新城疫分离毒HN蛋白的抗原性初步分析及分子特性研究

运用针对NDV囊膜糖蛋白(HN)的单克隆抗体(MAbs),对2005～2006年间自我国江苏和广西部分地区的20株NDV分离株进行排谱试验,初步分析了不同毒株之间HN蛋白的抗原表位差异;并应用RT-PCR技术成功扩增了其HN基因整个编码区,经克隆、测序最终获得13株鸡源NDV与7株鹅源NDV HN基因的编码区序列,分析测定核苷酸序列及推导的氨基酸序列,并将鹅源NDV与鸡源NDV相应序列进行了比较.结果单抗排谱试验表明,20株NDV分离株之间HN蛋白的抗原表位存在差异;测序结果表明,测定的HN基因的编码区长度皆为1716nt编码571个氨基酸;分离株中18株基因Ⅶ型NDV分离株之间HN基因编码区核苷酸序列具有较高的同源性,达94.8%～100%;与近几年国内流行的其它基因Ⅶ型NDV之间的核苷酸序列同源性为92.1%～99.6%.对其推导的HN蛋白一级结构中潜在的糖基化位点及HN蛋白细胞受体结合相关区域的氨基酸序列等进行了比较分析.结果显示,单抗排谱差异显著株在部分氨基酸位点发生了突变;同时揭示我国部分地区同期流行的鹅源NDV与鸡源NDV HN基因之间具有较近的亲缘关系.     

新城疫病毒HN和F基因遗传变异相关性的研究

选取国内1999~2005年发生的NDV毒株,经CEF蚀斑纯化和SPF鸡胚增殖,对其融合蛋白(F)和血凝素-神经氨酸酶(HN)基因分别进行克隆测序,结合在GenBank中发表的具有F和HN基因的NDV序列,利用DNAStar软件,对其不同毒株的F或HN基因片段和全长、F和HN基因全长分别进行遗传变异的研究,利用统计学软件SPSS8.0进行同源性相关分析。结果表明:不同NDV毒株F或HN基因片段与其全长之间,核甘酸r≥0.973,氨基酸:0.911≤r≤0.968,遗传变异高度相关,但F与HN基因全长之间核甘酸的遗传变异呈现弱相关(r=0.312)。国内NDV野毒株之间HN核甘酸高度同源(同源率97%以上),而与La Sota同源率仅为79.2%~80.7%,且显示出明显的地域性。     

新城疫分离毒HN蛋白的抗原性初步分析及分子特性研究

运用针对NDV囊膜糖蛋白(HN)的单克隆抗体(MAbs), 对2005~2006年间自我国江苏和广西部分地区的20株NDV分离株进行排谱试验, 初步分析了不同毒株之间HN蛋白的抗原表位差异; 并应用RT-PCR技术成功扩增了其HN基因整个编码区, 经克隆、测序最终获得13株鸡源NDV与7株鹅源NDV HN基因的编码区序列, 分析测定核苷酸序列及推导的氨基酸序列, 并将 鹅源NDV与鸡源NDV相应序列进行了比较。结果单抗排谱试验表明, 20株NDV分离株之间 HN蛋白的抗原表位存在差异; 测序结果表明, 测定的HN基因的编码区长度皆为1716nt编码571个氨基酸; 分离株中18株基因Ⅶ型NDV分离株之间HN基因编码区核苷酸序列具有较高的同 源性,达94.8%~100%; 与近几年国内流行的其它基因Ⅶ型NDV之间的核苷酸序列同源性 为92.1%~99.6%。对其推导的HN蛋白一级结构中潜在的糖基化位点及HN蛋白细胞受体结合相关区域的氨基酸序列等进行了比较分析。结果显示, 单抗排谱差异显著株在部分氨基酸位点发生了突变; 同时揭示我国部分地区同期流行的鹅源NDV与鸡源NDV HN基因之间具有较近的亲缘关系。     

表达鸡新城疫病毒F、HN基因和传染性喉气管炎病毒gB基因的重组鸡痘病毒的构建及其特性研究

利用同源重组将新城疫病毒(NDV)的F和HN基因、传染性喉气管炎病毒(ILTV)的gB基因以及报告基因LacZ插入鸡痘病毒(FPV)的017株的复制非必需区,其中NDV的F、HN基因、ILTV的gB基因以及报告基因LacZ是在早晚期启动子LP2EP2的控制下,大肠杆菌报告基因LacZ在晚期启动子P11的控制下。经过10轮蓝斑纯化获得了包含了NDV的F和HN基因、ILTV的gB基因以及报告基因LacZ的重组鸡痘病毒,称为rFPV-F/HN/gB/LacZ。经PCR方法证明rFPV-F/HN/gB/LacZ基因组中含有NDV的F基因、HN基因和ILTVgB基因;间接免疫荧光试验和Western-blot试验表明NDV的F、HN蛋白和ILTVgB蛋白在rFPV-F/HN/gB/LacZ感染的CEF细胞中获得表达。与亲本毒相比,重组病毒在病毒的复制和致鸡胚成纤维细胞的病变方面无显著不同。这证明了在鸡痘病毒载体的一个复制非必需区可以同时插入多个禽类病原的多个外源基因,为制备多价基因工程疫苗奠定了基础。     

汉坦病毒糖蛋白的结构及功能研究进展

汉坦病毒感染人类可导致肾综合征出血热和汉坦病毒肺综合征,其包膜糖蛋白(GP)是重要的结构蛋白,本文就汉坦病毒糖蛋白的结构和功能的研究进展作一综述。     

新城疫病毒F和HN蛋白的原核表达

目的：高水平表达新城疫病毒（Newcastle Disease Virus,NDV）标准强毒F48E8株的F基因和HN基因。方法：利用PCR法扩增出新城疫病毒（Newcasfle Disease Virus,NDV）标准强毒F48E8株的去掉N端信号肽和C端跨膜区的F基因和HN基因并其克隆到原核表达载pET30a上,得到重组质粒rpET30a-NDV／F和rpET30a-NDWHN,转化到受体菌Rosetta-gami^TM2感受态胞中,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳和Western blot检测。结果：表达的F蛋白大小约为40kD,HN蛋白大小约为51kD左,符合预期结果。Westem blot分析表明,能与抗His-tag单克隆抗体发生特异性反应。结论：重组蛋白在原核表达系统内得到高水平的表达。说明了去除F和HN基因N端信号肽和C端跨膜区的必要性。方将细右了     

新城疫不同毒株交叉鸡胚中和指数及其与F和HN基因变异的相关性

选取13株国内2001～2004年分离的新城疫流行病毒(Newcastle disease virus,NDV),经蚀斑纯化,克隆其融合蛋白(F)和血凝素.神经氨酸酶(HN)基因,结合疫苗株La Sota、Clone30和国内标准强毒株F48E9等的基因序列,进行遗传变异分析.利用纯化的病毒制备特异阳性血清,进行鸡胚交叉中和试验,确定不同NDV毒株之间的抗原相关性,并与NDV不同毒株之间的HN和F基因核苷酸(氨基酸)同源性进行相关比较.结果表明:病毒中和指数与HN基因的核苷酸(氨基酸)同源性显著相关(P<0.01,r=-0.35),与F基因呈弱相关(P<0.05,r=0.20),而与F基因前374bp的核甘酸同源性不相关.这表明,NDV的分子变异已经对NDV的抗原性变异产生了影响,研制新型的疫苗成为必然.     

表达新城疫病毒F48E8株血凝素-神经氨酸酶的重组鸡痘病毒的构建和鉴定

在克隆和鉴定新城疫病毒（NDV）F48E8株血凝素－神经氨酸酶（HN）基因的基础上,应用分子克隆技术将HN基因导入鸡痘病毒插入载体pFG1175－1中启动子P7．5的下游,得到携带NDV-HN基因的质粒pFGHN1175－1。将此质粒pFGHN1175－1以脂质体转染中国鸡痘病毒疫苗株282E4株感染3～4h的鸡胚成纤维细胞,采用蓝斑筛选方法纯化3次,得到稳定的重组鸡痘病毒。用NDV—HN基因特异性探针进行斑点杂交试验以及用HN基因特异性引物作PCR检测,表明NDV—HN基因已插入鸡痘病毒基因组中。以NDV－HN蛋白特异性单克隆抗体进行间接免疫荧光试验,证实重组鸡痘病毒在感染细胞中表达了HN糖蛋白,从而成功建立了表达新城疫病毒F48E8株血凝素-神经氨酸酶的重组鸡痘病毒。     

基因修饰对鸡新城疫病毒F48E9株HN基因DNA疫苗表达效力的影响

DNA疫苗的免疫效果与抗原基因的表达量和免疫原性有直接关系, 为了提高目的基因的表达量, 本研究对NDV F48E9株的HN基因进行了修饰, 对修饰前后HN基因表达水平进行了比较。利用分子生物学软件将NDV F48E9株的HN基因的密码子全部替换为鸡体内偏嗜性密码子, 同时在HN基因的5′端加上同样已替换密码子的禽流感病毒HA蛋白信号肽序列以期望提高目的蛋白在细胞中的表达。修饰后HN基因命名为SoptiHN, 剔除信号肽的HN基因命名为optiHN。将SoptiHN、optiHN和F48E9株的HN基因分别克隆到真核表达载体pVAX1和含有多个鸡体内最适免疫刺激序列CpG-ODN的载体pVAX1-CpG中, 将他们分别命名为pV-SoptiHN、pVC-SoptiHN、pV-optiHN、pVC-optiHN和pV-HN、 pVC-HN, 用这些质粒转染293T细胞, 48小时后间接免疫荧光和Western blotting检测细胞中瞬时表达的HN蛋白。结果显示, 与未经修饰的HN基因相比, 修饰后的HN基因体外瞬时表达水平明显提高, 并且密码子优化与添加信号肽序列这两种途径都可以提高HN基因的体外表达量。     

基因修饰对鸡新城疫病毒F48E9株HN基因DNA疫苗表达效力的影响

DNA疫苗的免疫效果与抗原基因的表达量和免疫原性有直接关系, 为了提高目的基因的表达量, 本研究对NDV F48E9株的HN基因进行了修饰, 对修饰前后HN基因表达水平进行了比较。利用分子生物学软件将NDV F48E9株的HN基因的密码子全部替换为鸡体内偏嗜性密码子, 同时在HN基因的5′端加上同样已替换密码子的禽流感病毒HA蛋白信号肽序列以期望提高目的蛋白在细胞中的表达。修饰后HN基因命名为SoptiHN, 剔除信号肽的HN基因命名为optiHN。将SoptiHN、optiHN和F48E9株的HN基因分别克隆到真核表达载体pVAX1和含有多个鸡体内最适免疫刺激序列CpG-ODN的载体pVAX1-CpG中, 将他们分别命名为pV-SoptiHN、pVC-SoptiHN、pV-optiHN、pVC-optiHN和pV-HN、 pVC-HN, 用这些质粒转染293T细胞, 48小时后间接免疫荧光和Western blotting检测细胞中瞬时表达的HN蛋白。结果显示, 与未经修饰的HN基因相比, 修饰后的HN基因体外瞬时表达水平明显提高, 并且密码子优化与添加信号肽序列这两种途径都可以提高HN基因的体外表达量。     

人偏肺病毒F蛋白与细胞融合机制研究进展

人偏肺病毒(Human metapneumovirus,hMPV)是一种新发呼吸道病毒。hMPV感染可引起广泛的呼吸道疾病,目前已越来越受到人们的重视。多数副粘病毒与宿主细胞膜的融合过程依赖吸附蛋白和融合蛋白的共同参与。hMPV的特别之处在于其融合蛋白(F)既可以结合受体,又可以介导膜融合。本文从hMPV包膜表面具有双重功能的F蛋白入手,简要介绍F蛋白的结构和生理功能,重点阐述F蛋白介导的细胞融合机制和特性,对近几年来国内外研究进展进行了回顾与展望。     

4株鹅源新城疫病毒融合蛋白基因的克隆及序列分析

测定了4株鹅源新城疫病毒(NDV)融合蛋白(F)基因5’端1700核苷酸片段的序列,并由此推导了F蛋白氨基酸序列,并对鹅源NDV的基因型分类地位进行探讨。结果表明,4株病毒F基因的同源性大于97%,与DNV标准强毒株F48E8 F基因的同源性为860%～868%,F基因转录起始序列及起始密码子位置与已知NDV完全相同;F蛋白具有和已知NDV相似的各种功能区,F蛋白前体F0裂解位点附近的氨基酸序列为112RRQKRF117,符合NDV强毒株的特征。对F基因第334～1682位核苷酸之间3种限制性内切酶HinfⅠ、BstoⅠ\,\%Rsa\%Ⅰ酶切图谱的分析表明,4株病毒的基因型与文献报道的I～Ⅷ型有明显差异。     

新城疫病毒HN蛋白在水稻中的表达及半定量快速检测抗体方法的建立北大核心CSCD

本研究旨在利用水稻胚乳生物反应器表达新城疫病毒(Newcastle disease virus, NDV) HN蛋白,建立一种NDV抗体半定量、快速免疫层析检测方法。通过MlyⅠ和XhoⅠ双酶切重组质粒pUC57-HN,NaeⅠ和XhoⅠ双酶切包含有启动子、信号肽和终止子的pMP3中间载体,分别回收HN和pMP3片段并进行连接,构成重组质粒pMP3-HN1。然后利用Eco RⅠ和HindⅢ双酶切pMP3-HN1和植物载体pCAMBIA1300,将HN1基因成功连接到pCAMBIA1300上,采用电转化方法将重组质粒pCAMBIA1300-HN1导入根癌农杆菌EHA105。通过农杆菌介导法将pCAMBIA1300-HN1转入水稻愈伤组织。经过暗培养、愈伤筛选、分化、生根和移栽,4个月后获得转基因水稻种子。经PCR鉴定,HN基因已插入到水稻基因组中。SDS-PAGE和Western blotting鉴定结果表明,水稻胚乳成功表达了HN蛋白,且该蛋白通过SP阳离子层析和凝胶过滤层析,其纯度达到90%以上。根据国家制定的新城疫血凝抑制(hemagglutination inhibition, HI)试验诊断技术标准(HI≥4log2,检测的抗体为阳性),利用胶体金标记HN蛋白,通过双抗夹心法制备NDV抗体半定量快速检测试纸。结果显示:试纸与其他病毒的阳性血清无交叉反应,且试纸对新城疫标准阳性血清的敏感性可达到1︰102 400。根据308份临床血清的检测结果,NDV抗体试纸与和HI试验的符合率为97.08%,Kappa值为0.942。综上所述,获得了高纯度水稻胚乳表达的重组HN蛋白,并研制了一种简单、快速、灵敏度高、特异性强的半定量免疫层析试纸。该试纸能够初步应用于新城疫疫苗的免疫评价。     

发热伴血小板减少综合征布尼亚病毒结构和非结构蛋白表达研究

发热伴血小板减少综合征布尼亚病毒(SFTSV)是我国2010年新发现的新布尼亚病毒,可导致人类严重发热伴血小板减少综合征。SFTS新布尼亚病毒全基因组已解析,但病毒分子生物学结构蛋白特征及功能尚需更多研究。本文通过蔗糖密度梯度离心确定发热伴血小板减少综合征布尼亚病毒(HB29株)病毒颗粒的沉降密度及超离纯化条件,得出该病毒颗粒在蔗糖中的沉降密度为1.135g/mL。利用PCR方法扩增SFTSV病毒株HB29株病毒RNA聚合酶(RdRp)、糖蛋白前体蛋白(M)、包膜糖蛋白(Gn)、包膜糖蛋白(Gc)、核蛋白(NP)及非结构蛋白(NSs)的编码区基因片段,分别克隆入真核表达载体pcDNA5/FRT或VR1012,在293T细胞上获得上述基因表达。通过SDS-PAGE分析纯化病毒颗粒和重组蛋白,并通过免疫印迹(Western blotting)和间接免疫荧光(IFA)确定蛋白活性和分子量。本研究结果将有利于对新布尼亚病毒分子生物学特征的认识,为后期研究提供基础。