PB蛋白磺化修饰影响甲型流感病毒致病性和传播能力的分子机制

A型流感病毒(以下简称流感病毒)是一种重要的人兽共患病病原。根据病毒表面糖蛋白血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)抗原性的差异,流感病毒可以分为18种HA亚型和11种NA亚型。目前,H1N1和H3N2亚型流感病毒仍在全世界人群中广泛流行。而近年来的H5及H7亚型高致病性禽流感病毒不仅严重影响了家禽养殖业的健康发展,而且对人类公共卫生安全构成了重大威胁。为了有效地完成自身复制,流感病毒广泛地与宿主翻译后修饰系统发生相互作用,如苏素化修饰。但是苏素化修饰对流感病毒适应宿主、致病以及传播能力的影响目前尚不清楚。碱性聚合酶蛋白1(PB1)是流感病毒RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)的催化亚基和装配核心,在病毒基因组的转录和复制过程中发挥重要的作用。本研究中,我们发现不同亚型流感病毒的PB1蛋白均可以发生苏素化修饰,位于PB1蛋白C端vRNA结合区的612位赖氨酸(K612)是苏素化修饰的关键位点,该位点在不同亚型流感病毒之间高度保守。PB1蛋白K612位点的苏素化修饰不影响PB1蛋白的稳定性及在细胞内的定位,但对病毒的聚合酶活性及在细胞中的复制能力至关重要,当PB1蛋白发生K612R突变后其聚合酶活性及复制滴度与野生型病毒相比均显著降低。小鼠试验结果表明,与野生型病毒相比,苏素化修饰缺陷的不同亚型PB1/K612R突变病毒的复制能力和致病力均显著降低。此外,雪貂传播试验结果表明:2009年甲型H1N1大流行病毒的PB1/K612R突变体在雪貂上的传播能力减弱,并且会产生R612K回复突变。进一步的机制研究表明,PB1蛋白K612位点的苏素化修饰是PB1蛋白作为RdRp的核心,保持其结合病毒vRNA能力的必要因素。本研究中我们揭示了PB1蛋白K612位点的苏素化修饰对流感病毒致病和传播能力发挥的重要作用,相关研究成果可以拓宽我们对于翻译后修饰系统如何调控流感病毒复制机制的认知,同时可以为抗流感病毒药物的研发提供参考。

基本信息

题目	PB1蛋白苏素化修饰影响A型流感病毒致病和传播能力的分子机制
文献类型	博士论文
作者	李俊平
作者单位	中国农业科学院
导师	李呈军
文献来源	中国农业科学院
发表年份	2021
学科分类	基础科学,农业科技
专业分类	生物学,畜牧与动物医学
分类号	S852.65
关键词	型流感病毒,蛋白,苏素化修饰,致病性,传播
总页数：	56
文件大小：	4712k

论文目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 流感病毒概述

1.2 流感病毒的复制周期

1.3 流感病毒vRNP复合体

1.3.1 vRNP结构

1.3.2 vRNP进入细胞核

1.3.3 子代vRNP的生成和组装

1.3.4 子代vRNP出核

1.4 苏素化修饰

第二章 流感病毒PB1蛋白可以发生苏素化修饰

2.1 实验材料

2.1.1 病毒及细胞

2.1.2 试剂

2.1.3 抗体

2.2 方法

2.2.1 质粒构建

2.2.2 细胞转染

2.2.3 免疫共沉淀

2.2.4 Western blotting

2.3 结果

2.3.1 流感病毒的PB1蛋白可以发生苏素化修饰

2.3.2 PB1蛋白的苏素化修饰不依赖于SUM02及SUM03分子

2.3.3 K612位点是流感病毒PB1蛋白发生苏素化修饰的关键位点

2.4 讨论

第三章 PB1蛋白苏素化修饰对流感病毒复制的影响及其分子机制

3.1 实验材料

3.1.1 病毒及细胞

3.1.2 试剂

3.1.3 抗体

3.2 方法

3.2.1 通过反向遗传技术拯救重组病毒

3.2.2 激光共聚焦

3.2.3 病毒噬斑滴定

3.2.4 双荧光素酶报告基因检测

3.2.5 模式vRNA的生成

3.2.6 蛋白结合vRNA实验

3.2.7 RNA-protein pull-down实验

3.3 结果

3.3.1 在感染的细胞中PB1蛋白K612位点也可以发生苏素化修饰

3.3.2 PB1蛋白K612位点苏素化修饰不影响PB1蛋白的稳定性

3.3.3 PB1蛋白K612位点苏素化修饰不影响PB1蛋白在细胞内定位

3.3.4 PB1蛋白K612位点苏素化修饰修饰不影响PB1与PB2或PA互作

3.3.5 PB1蛋白K612位点苏素化修饰不影响聚合酶复合体组装

3.3.6 PB1蛋白的K612位点苏素化修饰可以增强聚合酶活性

3.3.7 PB1/K612R突变导致的苏素化修饰缺陷抑制流感病毒复制

3.3.8 K612R位点的突变削弱了PB1蛋白结合vRNA的能力

3.4 讨论

第四章 PB1蛋白苏素化修饰影响病毒致病性及传播能力

4.1 实验材料

4.1.1 病毒及细胞

4.1.2 试剂及抗体

4.2 方法

4.2.1 小鼠实验

4.2.2 雪貂实验

4.3 结果

4.3.1 苏素化修饰缺陷型PB1/K612R突变病毒在小鼠体内复制能力减弱

4.3.2 苏素化修饰缺陷型PB1/K612R突变病毒对小鼠致病性减弱

4.3.3 肺部组织病理学变化

4.3.4 PB1蛋白K612位点的苏素化修饰促进病毒在雪貂体内的复制

4.3.5 PB1蛋白K612位点的苏素化修饰促进病毒在雪貂之间的飞沫传播

4.3.6 高通量测序结果

4.4 讨论

全文结论

参考文献

致谢

作者简历

参考文献

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