A型流感病毒NS1蛋白研究进展(1)-修改稿 - 图文(2)

晶体结构通过X-射线晶体衍射法测定，见图3。

引自[Bornholdt ZA, Prasad BV. Nature, 2008, 456(7224): 985-8]

图3 H5N1非结构蛋白NS1 X-衍射晶体结构

Figure.3 X-ray structure of NS1 from a H5N1 influenza

virus(A/Vietnam/1203/2004)

研究认为：晶体中的ED、RBD这两种单体，和其他NS1蛋白所具有的单体结构大体上是相同的，RNA结合域结构与以前报道的单个功能域的二聚体结构没有大的区别，各个部分都参与二聚体相互作用。不过，ED结构域中，由于3个β-折叠、平移，这就促使其集中在单体中间位置，ED的作用界面也会发生变化。研究发现，在全长NS1蛋白晶体中，二聚体是是RBD和ED这两个不同的结构域（RBD、ED），依次在NS1单体所具有的结构域中起某种作用，最终产生链锁二聚体，而不是2个单体简单的聚集。基于此，研究人员提出：NS1

蛋白晶体内部的二聚体，往往是在交互式结合作用下得以产生。后续的研究人员也得出：二聚体链中，每3条便能够结合成寡聚体（呈螺旋管状）；单个螺旋中，均有NS1二聚体链的存在，数量为3个，所有已知的效应区配体结合位点全部暴露在寡聚体外表面，结合dsRNA的关键氨基酸位于中心通道的表面[12]。

3. 非结构蛋白NS1的功能

作为典型的多功能蛋白，NS1具有较强的调节活性，它能够对流感病毒表现出的致病性、毒力等起到相应的调节作用。人体在刚开始感染病毒时，便可监测到较多的NS1蛋白；该蛋白被磷酸化后，能够诱导病毒具体的复制过程，S42，T49，T215是主要的磷酸化位点。NS1蛋白的作用机制：1）NS1蛋白主要是对宿主蛋白相应的合成过程予以抑制，对细胞凋亡予以减少，对干扰素繁殖予以抑制等途径，从宿主方面间接进行抗病毒反应；2）促进mRNA顺利翻译，使病毒复制进程不断加快，最终提升流感病毒的致病力。 3.1 抑制宿主蛋白的合成

在真核细胞内部，成功转录的RNA经过后续加工和转运等，在基因表达过程中起着重要的作用，所以当病毒作用于细胞的转录后加工过程时，细胞功能就会少到严重的干扰。在宿主蛋白相应的合成过程中，NS1蛋白基本上需通过下列途径达到抑制目的。第一种，对宿主细胞mRNA自身的核输出起到抑制作用；通过结合小核RNA，对前mRNA相应的剪接进程起到抑制作用：通过与U6小核RNA（简称

snRNA）内部的茎环结构予以结合，对U6 RNA snRNA 介入mRNA所具有的剪接功能起到抑制作用；与双链RNA结合，抑制依赖于双链RNA的蛋白激酶活化：NS1蛋白通过结合双链RNA（dsRNA），具有较强的特异性，能够从PKR结合体上完全分离出dsRNA[18,19]，使PKR所产生的磷酸化过程受到干扰；通过对PKR原有的活性予以削弱，最终对细胞蛋白合成起到阻碍作用[20]。第二种，NS1蛋白可以和宿主体内的其他受体蛋白发生作用，对基因转录、加工翻译起干扰作用，并对宿主蛋白实际的表达量予以抑制，从而影响细胞的正常生理功能。有研究证明，NS1蛋白能够分别和Poly(A)、NS1两种结合蛋白（PABⅡ、NS1-BP）发生作用，使得蛋白pre-mRNA 3’端被迫剪切，引起多聚腺苷酸化，阻碍mRNA核正常输出等，最终对宿主蛋白的正常合成起到抑制作用[21,22,23]。 3.2 下调细胞凋亡

细胞凋亡（Apoptosis），即为使人体的内环境保持稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡，它不是一个病理过程，而是各种细胞或者生物为保持稳定、平衡或者是防御外部影响等做出的选择。根据细胞相应的凋亡机制，宿主的有机体可以将那些存在价值不高的细胞予以清除，从而缓解炎症反应。研究发现，NS1蛋白可能是通过抑制PKR-IFN途径和PI3K激活途径来下调细胞凋亡的。Zhirnov等[24]通过抽取两种不同类型的毒株（一种为野生型：流感病毒株；一种为突变型：NS1基因缺失）在细胞凋亡阶段所起到的诱导作用，结果得出：后种毒株可以对可合成干扰素（简称IFN）及其相关细胞（MDCK等）

凋亡起到促进作用，但无法与IFN的细胞（Vero）相互合成；两种类型的毒株不存在显著的差异。基于此，我们认为流感病毒株中的NS1蛋白对干扰素所起到的抗细胞凋亡过程具有明显依赖性。同时有研究显示，NS1蛋白能够上调细胞凋亡阈值，使被感染细胞的凋亡推迟。另外，通过PI3K激活途径NS1蛋白也可调节细胞的异常凋亡。Ehrhard C等[25]明确表示，NS1蛋白能够和PI3K相互结合并使其激活。通过诸多的级联反应，对感染细胞实际的凋亡过程予以抑制，使病毒得到成功复制。国内学者关于NS1对细胞凋亡过程所起到诱导作用的研究并不是很多，因此，对其进一步研究，能够更加深入的理解流感病毒的致病机制。

3.3 拮抗干扰素的产生

病毒感染细胞后，抑制干扰素的合成。机体产生2种类型的干扰素：INF-α/β、INF-γ。干扰素-α/β(IFN-α/β)在机体抗病毒过程中发挥重要功能，是宿主成功突破病毒感染基础和最为重要的防线。NS1蛋白，能够利用几种不同的影响机制对IFN-α/β的产生和释放发挥抑制作用。该类机制主要有：避免PKR、2'-5'合成酶（译为2'-5'oligoadenylate synthetase）两种物质被成功激活；对干扰素相应的调节因子起到抑制作用；阻止dsRNA活化的抗病毒信号传导通路等

[26,27]

。这些都与NS1蛋白的RNA结合区有很大关系。研究认为：对NS1

基因缺失毒株而言，它无法在有干扰素形成的细胞中顺利完成增殖或者是复制等过程；但在干扰素无法形成的细胞中，则能够大量繁殖、复制；上述提示：NSI蛋白在流感病毒复制阶段中，对干扰素具有明

显的阻碍作用[28]。

3.4 NS1蛋白与宿主蛋白相互作用

NS1、宿主两种蛋白能够彼此发生作用。经再次分布，宿主蛋白可以上升内部蛋白的表达，提升病毒对宿主细胞所具有的抗病毒能力。宿主蛋白，大体可分成下列几类：1）Staufen蛋白；2）NS1结合因子；3）Poly(A)结合蛋白?等等。Falcon A等[29]明确表示，NS1蛋白在特异性较高时可以和Staufen蛋白进行结合，该过程有助于我们科学定位病毒mRNA的具体位置，由此加快病毒蛋白的有效合成。Wolff T等[30]证明NS1蛋白同样可以和NS1-?相互结合，使病毒的复制能力得到提升，对机体所表现的抗病毒反应起到抑制作用，与病毒周期息息相关。Tomas等[31]经研究得出：NS1蛋白通过和eIF4GI发生作用，能够让eIF4GI和病毒mRNA 5'-UTR实现特异性地结合，最终促进病毒mRNA的顺利翻译。 4 展望 …… 此处隐藏：1113字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……