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《清华大学》 2011年
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猪繁殖与呼吸系统综合征病毒非结构蛋白1β结构与功能

薛飞  
【摘要】:猪繁殖与呼吸系统综合征病毒属于套病毒目,动脉炎病毒科,动脉炎病毒属,是导致猪繁殖与呼吸系统综合征的病原体。该病主要引起怀孕母猪流产、早产、死胎、木乃伊胎增多等症状,也有人根据其临床特征将其称为“猪蓝耳病”。自1987年首次爆发以来,在短短的几年时间内,该病已蔓延至世界各个养猪业发达的国家和地区,造成了巨大的经济损失。该病自1995年底在我国爆发,迅速传播至各地,已成为困扰养猪业的主要问题之一。由于其基因组的高度变异性,使得不同毒株存在较大差异,为有效疫苗的开发增加了难度。 非结构蛋白nsp1β是猪繁殖与呼吸系统综合征病毒基因组编码的第二个非结构蛋白,通过C端类木瓜蛋白酶半胱氨酸蛋白酶结构域PCPβ进行自剪切,进而从复制酶多蛋白上释放出来。研究者已经发现了nsp1β的蛋白酶活性,且有报道称nsp1β在病毒的复制过程和发病机理中发挥重要作用,但对nsp1β在上述过程中的作用机制并没有明确的阐释。 本论文解析了猪繁殖与呼吸系统综合征病毒nsp1β的三维晶体结构,通过对PCPβ结构域与C端延伸区域之间相互作用的分析,一定程度上揭示了PCPβ与底物之间的作用机制,并确认了nsp1β与下游蛋白nsp2之间的切割位点,发现并解释了成熟的nsp1β的蛋白酶活性被抑制的现象。同时,通过对溶液中nsp1β二聚体形式的确认,结合二聚体晶体结构,提出了可能的顺式自剪切机制。另外,通过三维结构比对,我们预测了nsp1β的N端结构域的核酸酶活性,并通过对λ-DNA的体外降解实验,验证了这一预测。我们进一步对nsp1β的核酸酶活性进行了研究,发现了其金属离子依赖性,即nsp1β在镁离子或锰离子存在的条件下行使核酸酶活性。我们还分别尝试了以猪肝脏总RNA提取物、人工合成的单链DNA、双链RNA和单链RNA为底物的情况下nsp1β的核酸酶活性,发现了其底物的选择性,即nsp1β能够切割双链DNA和单链RNA,而对一些人工合成的双链RNA和单链DNA不具有切割活性。通过nsp1β的亚细胞定位实验,进一步暗示了nsp1β对猪繁殖与呼吸系统综合征病毒宿主细胞的可能影响。综上所述,上述实验结果提示了nsp1β的生物学功能,并为抗病毒药物的开发提供了一个多位点靶标。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S858.28

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【参考文献】
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