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蓝舌病病毒分子生物学研究进展

来源:宝马娱乐  作者:黄大鹏 [字体: ]

蓝舌病病毒分子生物学研究进展

蓝舌病病毒(Bluetongue virus,BTV)是一种虫媒病毒,又称绵羊鼻镜肿痛、绵羊卡他热病毒。该病以发热、颊黏膜和胃肠道黏膜严重的卡他性炎症为特征。病羊体温升高,口腔黏膜受溃疡损伤,局部渗出血液,口流涎,鼻流脓性分泌物,在鼻孔周围形成干痂,口腔和舌发绀,因此称为蓝舌病。
  蓝舌病病毒粒子为二十面体对称,无囊膜,具有微绒毛状外层,直径70nm~80nm。总基因组19218bp,分子总质量是1.3×107库伦,为分子质量最大的RNA病毒。其基因组为10个节段的双链RNA:其中4个小片段(S7-S10)、3个中片段(M4-M6)、3个大片段(L1L3),节段基因组分别编码3个非结构蛋白(NS1-NS3)、7个结构蛋白(VP1-VP7)。
  1 BTV基因结构
  1.1 L1基因
  L1基因全长3 944bp,编码本文由联盟收集整理核心结构蛋白VP1。VP1蛋白是一种碱性蛋白质,含有一个RNA病毒RNA聚合酶的典型序列GDD氨基酸序列。VP1在体外的复制活性较低,在37℃的条件下,可以维持24h。VP1能够复制全部的正链RNA片段,从蓝舌病病毒最小的基因片段(822bp)到最大的基因片段(3944bp),每一个片段都是完整的双螺旋结构的双链RNA,并对RNA酶Ⅰ有抑制作用,而对RNA酶Ⅲ敏感。
  1.2 L2基因
  不同血清型的L2基因长度不同,约3 000bp左右,且存在较大的差异。来自不同地区的同一血清型的毒株之间也会存在较大差异。L2编码BTV的外壳蛋白VP2,VP2是血清型特异性抗原,也是病毒血凝素抗原,在感染哺乳动物细胞时起粘附进入作用,且其具有二硫键骨架结构,表达有序。通过对血清型毒株的分析发现八聚肽在维持VP2整个蛋白构象中启到保守性作用。
  1.3 L3基因
  L3基因全长2772bp,编码病毒颗粒的主要核心蛋白VP3,由901个氨基酸组成,蛋白序列相对保守,在自然状态下为疏水性蛋白。VP3是主要的结构蛋白,内部包绕着VP1、VP4、VP6和DsRNA基因组,Vp3自身具有光滑表面,可供VP7附着,vp3和vp7共同构成了病毒的核心,所以,VP3蛋白对于BTV的毒粒结构具有十分重要的作用。
  1.4 M4基因
  M4基因全长2 011bp,编码VP4蛋白,共654个氨基酸,被认为具有某些催化活性。研究人员通过高度纯化的VP4和含有VP4的重组的CLPs证明了VP4具有RNA的5’的三磷酸酶活性,VP4能够通过磷酰胺共价结合GMP,并催化GTP-PPi的交换反应。
  1.5 M5基因
  M5基因全长1639bp,编码VP5蛋白,共526个氨基酸。VP5是构成BTV外衣壳的蛋白,也是唯一的糖基化蛋白,为型特异性抗原。VP5能够结合哺乳动物的细胞,却不能够进入,说明VP5不能够参与受体介导的内吞作用,然而VP5能够使细胞膜失去稳定性,从而使病毒的核心粒子进入到细胞质内。
  1.6 M6基因
  M6基因全长1770bp,在不同血清型的BTV中,其核苷酸序列高度保守,对应NSl编码非结构蛋白,共552个氨基酸。对BTV感染的细胞进行薄片分析,发现了大量具有BTV感染的重要细胞形态特征的病毒特异性微管。
  1.7 S7基因
  S7基因全长1156bp,编码VP7蛋白,共349个氨基酸,该基因编码蛋白在BTV內衣壳中占主要地位,具有着较强的疏水性和群特异性抗原决定位点。将病毒粒子中的VP5及VP2去掉,可发现VP7拥有渗透昆虫细胞及粘合BTV病毒颗粒作用。用杆状病毒载体共表达VP3和VP7,可以得到BTV的内衣壳粒子,共表达VP2、VP5、VP3和VP7则可以得到BTV病毒样粒子,该病毒粒子具有良好的免疫原性,能够抵御病毒的侵袭。,
  1.8 S8基因
  S8基因全长1123bp,编码非结构蛋白NS2,共357个氨基酸。NS2是BTV感染细胞的包涵体中的主要的成分,主要位于细胞核的附近。细胞中所表达的NS2蛋白足够形成包涵体,并可募集VP3蛋白,这表明NS2蛋白在病毒的复制和组装中起重要作用。在对BTV蛋白和核酸的相互作用进行研究时,Theron J采用的是生物化学方法,并且采用紫外线交联试验证明了NS2蛋白和核酸密切联系
  1.9 S9基因
  S9基因全长1046bp,编码核心结构蛋白VP6,由328个氨基酸组成。该基因经过编码后的VP6蛋白可以诱导产生高滴度的特异性抗体,具有高度的免疫原性。VP6蛋白具有核苷三磷酸酶和解旋酶活性,能够结合RNA,在病毒的早期复制中起重要作用。通过序列缺失实验证明,VP6具有6个抗原表位,这些抗原表位是保守的并暴露于蛋白表面。
  1.10 S10基因
  S10基因全长822bp,序列中含有2个符合阅读框的甲硫氨酸密码子,可以编码两种非结构蛋白NS3和NS3A。NS3蛋白的氨基酸序列高度保守,其核苷酸序列的保守性也可达82%~99%。NS3和NS3A是环状病毒编码的唯一的一种膜蛋白。NS3和NS3A均具有一段较长的N末端和较短的C端的胞浆区,并通过两个跨膜区与一小段胞外区相连。NS3蛋白不存在于胞外,而是定位于感染BTV细胞上质膜上的病毒穿透或出芽的位点上。这就说明了在BTV形态发生的最后阶段中NS3和NS3A所具有的某些功能可能会对其造成一定影响。
  2结论
  通过研究蓝舌病病毒的基因结构,功能和表达,了解蓝舌病病毒的复制、传播及体外生长嗜性,对于研究蓝舌病分子流行病学及对蓝舌病的预防、检测和控制具有重要的理论意义和应用价值。

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