口蹄疫病毒前导蛋白的研究进展

FMDV基因组编码的所有蛋白质是以多聚蛋白质的形式产生的。前导蛋白是FMDV基因组编码的第一个具有酶切活性的蛋白质。它是剪切多聚蛋白质的共翻译分子内部的一个蛋白酶。FMDV是在多聚蛋白质的N端剪切前导蛋白。此外,前导蛋白不仅能剪切病毒编码的多聚蛋白,而且能降解宿主细胞中特定的蛋白质,由此极大提高了病毒的毒力。前导蛋白可以抑制I型干扰素的分泌,降低免疫监视系统对FMDV的监视能力,以此逃避宿主的非特异性免疫系统的攻击。关于前导蛋白与细胞凋亡的关系,细胞凋亡产生的eIF4G片段与前导蛋白裂解eIF4G产生的碎片是不同的。

用口蹄疫病毒非结构蛋白区分注苗动物和自然感染动物研究进展

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的偶蹄类动物烈性传染病,疫苗接种是防治口蹄疫暴发的主要措施之一,而要控制口蹄疫流行,首先要将病毒感染动物从疫苗接种群体中区分开来。以口蹄疫病毒非结构蛋白(NSP)为抗原,检测动物体内的NSP抗体是一种很好的区分感染动物和疫苗免疫动物的诊断方法,许多实验室开展了相关研究,并取得了一定的成绩。

牛口蹄疫病毒受体通用亚基αv的基因克隆及分子特征

研究发现,4种整联蛋白αvβ1、αvβ3、αvβ6、αvβ8能够介导口蹄疫病毒感染自然宿主,其中αv是4种受体的共用亚基。本试验对牛口蹄疫病毒受体通用亚基αv基因进行了克隆测序并对其编码蛋白的二级结构进行了预测。结果显示,牛αv亚基基因的编码区含有3147个核苷酸,编码1048个氨基酸,其中信号肽由30个氨基酸组成,胞外域由957个氨基酸组成,跨膜区由29个氨基酸组成,胞浆域由32个氨基酸组成;在890和891位氨基酸之间有1个蛋白酶裂解位点(KR-D);胞外域含有13个潜在的糖基化位点(NXT/NXS)、2个Ca2+结合位点[DX(D/N)XDGXXD]、18个半胱氨酸残基。该基因在GenBank中的登录号为DQ871215。牛αv基因与猕猴、家鼠、犬、人、鸡的αv基因的核苷酸序列同源性分别为91.0%、85.7%、90.1%、91.2%、73.1%,推导的氨基酸序列同源性分别为94.7%、91.6%、96.3%、95.0%、81.6%。牛αv亚基存在复杂多变的二级结构,这是其具有多种生物学功能的分子基础,其中1-30位、988-1017位氨基酸区段疏水性较强,形成表面蛋白结构的可能性较差,分别是该亚基的信号肽和跨膜区。本试验为进一步深入研究口蹄疫病毒与宿主细胞的相互关系奠定了基础。

口蹄疫病毒株OA/583C蛋白酶的结构模拟和功能分析

以口蹄疫病毒株OA/58 RNA为模板,反转录并扩增目的cDNA,然后与pGEM-TEasy载体连接并转化JM109菌株,提取的重组质粒用凝胶电泳、PCR和EcoRⅠ酶切法鉴定。该毒株与Poliovirus,Hepatitis Avirus和Human rhi-novirus 89毒株3C序列对比分析发现核苷酸序列一致性分别为38.8%,37.1%和36.5%,氨基酸序列一致性分别为23.7%,19.2%和17.6%。通过Swiss-pdbViewer软件模拟出FMDVOA/58 3C蛋白酶的3D结构和表面模型。并鉴定出此毒株3C蛋白酶的活性中心为Cys31-His46-Asp84。

口蹄疫病毒株OA/58 L蛋白酶的结构构建和功能分析

以口蹄疫病毒株OA/58 RNA为模板,反转录并扩增目的cDNA,然后与pGEM-T Easy载体连接并转化JM109菌株,提取的重组质粒用凝胶电泳、PCR和EcoR I酶切法鉴定。该毒株与A12,O1K,O1Campos和TW45/97毒株序列通过对比分析发现,L基因中有2个起始密码子,第二个是首选;并且确定氨基酸保守区主要位于第35～39,43～54,65～67,75～80,90～111,113～142,144～146,148～157,159～172和176～187位。L蛋白酶含有球状区域,碳端有一柔性杆状结构。合成的L蛋白酶可形成二聚体结构。第144位的Lys、148位的His和163位的Asp可能是L蛋白酶的活性位点。保守区氨基酸残基在维持蛋白的空间构像和功能方面具有重要作用。由拉马钱德兰图可证明本试验构建L蛋白酶的空间结构是合理的,它对于进一步的研究具有指导性。

牛口蹄疫病毒受体通用亚基αv配体结合域的原核表达和多克隆抗体制备

目的:利用原核细胞表达牛口蹄疫病毒受体通用亚基整联蛋白αv的配体结合域(LBD)片段,分离纯化目的蛋白后制备兔多克隆抗体。方法:以含有牛整联蛋白全长cDNA的质粒为模板PCR扩增得到位于αv成熟肽氨基端的LBD基因片段,经酶切消化处理后,与同样酶切处理的原核表达载体pPRoEXTMHTb相连,构建原核表达质粒pPRo/αvLBD,测序确认读码框正确后,将其转化感受态细胞BL21(DE3),以IPTG诱导表达αvLBD蛋白。通过SDS-PAGE鉴定后提取包涵体,以电泳分离纯化的重组蛋白免疫新西兰白兔制备多克隆抗体。通过ELISA和Western blot鉴定血清效价和特异性。结果:成功构建了pPRo/αvLBD原核表达载体,实现了重组αvLBD蛋白在大肠杆菌中的高效表达,SDS-PAGE显示其Mr约为40000,主要以包涵体形式存在于菌体中。制备的兔多克隆抗体效价达1∶25600以上。以Western blot检测,该血清可与目的蛋白发生特异性反应,证明其具有良好的免疫原性。结论:实现了牛口蹄疫病毒受体通用亚基αvLBD的高效表达和高效价多克隆抗体的制备,为深入研究整联蛋白αv在口蹄疫病毒致病过程中的作用奠定基础。

整联蛋白与口蹄疫病毒感染

整联蛋白是一类分布广泛的细胞表面受体家族,它不仅在细胞的生长、移行、增殖和分化等许多方面发挥重要生物学功能,而且在多种病理过程中发挥重要作用。许多病毒都能利用整联蛋白分子作为病毒受体或共受体进入宿主细胞。本文主要就整联蛋白的特征及其在口蹄疫病毒感染宿主细胞过程中的作用机制进行综述。

牛口蹄疫病毒受体β6亚基的基因克隆和分子特征

从口蹄疫病毒（Foot-and-mouth disease virus,FMDV）感染康复牛的舌皮组织中克隆到了β6亚基基因并对其核苷酸序列和推导的氨基酸进行了比较分析。牛β6基因的编码区含有2367个核苷酸,编码788个氨基酸残基,其中信号肽由26个氨基酸组成（1～26aa）;胞外域由681个氨基酸组成,含有10个潜在的糖基化位点（NXT/NXS）和51个半胱氨酸（Cys）残基;跨膜区由29个氨基酸组成（708～736aa）;胞浆域由52个氨基酸组成,含有1个NPLY核心基序,该基因在GenBank中的登录号为DQ867017。牛β6基因与羊、猪、人、小鼠、挪威大鼠β6基因的核苷酸序列同源性分别为97.0%、91.6%、88.6%、82.5%和82.7%,推导的氨基酸序列同源性分别为97.1%、93.7%、93.0%、89.2%和89.2%。口蹄疫病毒自然宿主（牛、羊、猪）的β6亲缘关系较近,提示β6亚基可能与口蹄疫病毒的宿主范围有关。

O型口蹄疫病毒OA58株3C基因的克隆与真核表达

利用RT-PCR技术扩增获得了长度约640 bp的口蹄疫病毒目的基因,回收片段后与pMD18-T载体进行连接,测序结果表明获得了口蹄疫病毒3C基因。将重组质粒pMD18-3C与表达载体pEGFP-N1分别用BamHⅠ+XhoⅠ双酶切后,进行定向亚克隆,对重组表达质粒pEGFP-3C进行PCR、酶切鉴定及DNA测序,结果表明重组表达质粒所含的3C基因读码框正确。用pEGFP-3C转染BHK-21细胞,荧光显示目的基因EGFP发出绿色荧光;对3C转录的mRNA进行RT-PCR鉴定,证实3C基因在BHK-21细胞中得到了表达。

三株O型口蹄疫病毒单克隆抗体的抗原识别位点分析

用抗O型口蹄疫病毒(FMDV)单克隆抗体杂交瘤细胞株(4A9、4C3、9F12)制备腹水并进行纯化,经ELISA检测,单抗4A9、4C3和9F12的腹水效价分别为1∶25600、1∶102400和1∶51200,SDS-PAGE分析显示,3株纯化单抗均以IgG重链和轻链为主,其分子质量分别约为45ku和25ku。单抗4A9、4C3和9F12的饱和度分别为1∶40、1∶40和1∶1000,叠加试验所得增值指数分别为0.27%、13.05%、13.34%,均小于50%。Western-blotting结果显示,3株单抗均可与O型FMDV结构蛋白VP1发生特异性反应。表明,此3株单抗均识别O型FMDV VP1蛋白上的同一个抗原位点,存在干扰现象。

口蹄疫病毒非结构蛋白3ABC基因重组杆状病毒的构建与表达

通过设计特异引物,扩增获得口蹄疫病毒3ABC编码区的目的基因片段,将其用SalI和NcoI双酶切后,与经同样处理的带有一段信号肽序列的穿梭质粒pMelBac-B连接,经筛选、鉴定及DNA序列分析后,获得重组质粒pMel-3ABC.将重组质粒与线性化的杆状病毒骨架Bac-N-Blue共转染Sf9昆虫细胞,通过噬斑筛选和PCR鉴定,获得了含有目的基因的重组杆状病毒.用重组病毒感染Sf9昆虫细胞,通过间接ELISA方法,检测细胞培养基上清液中表达的口蹄疫病毒抗原.结果表明,口蹄疫病毒基因片段3ABC正确克隆到杆状病毒载体上,重组病毒可在昆虫细胞中表达目的蛋白.

猪口蹄疫病毒受体通用亚基αv的基因克隆及序列分析

病毒受体是病毒宿主范围和组织嗜性的决定因素。研究发现,至少有四种整联蛋白αvβ1、αvβ3、αvβ6、αvβ8是口蹄疫病毒(FMDV)的受体,其中αv是4种受体的通用亚基。首次从口蹄疫病毒实验感染猪的肺组织中克隆到了通用亚基αv基因并对其核苷酸序列和推导的氨基酸序列进行了比较分析。猪αv亚基基因的编码区含有3141个核苷酸,编码1046个氨基酸,其N-端30个氨基酸为信号肽,其后的胞外域、跨膜区、胞浆域分别由955、29、32个氨基酸组成;胞外域含有11个潜在的糖基化位点(NXT/NXS)、2个Ca2+结合位点(DX[D/N]XDGXXD)、18个半胱氨酸残基。猪αv基因与牛、人、猕猴、家鼠、鸡、犬的αv基因的核苷酸序列同源性分别为93.3%、91.5%、91.4%、85.6%、73.2%、89.9%,推导的氨基酸序列同源性分别为96.3%、94.6%、94.1%、90.8%、81.6%、93.8%,猪与牛αv亚基同源性最高,表明受体αv亚基可能与口蹄疫病毒的宿主范围有关。

口蹄疫病毒受体牛源β1亚基基因的分子特征

从口蹄疫病毒试验感染康复牛肺组织中克隆了β1亚基基因,并对其核苷酸和推导氨基酸序列进行了比较分析。结果显示,牛β1亚基基因的编码区含有2 397个核苷酸,编码798个氨基酸,含有10个潜在的糖基化位点,其中信号肽由20个氨基酸组成,胞外域由708个氨基酸组成,跨膜区由29个氨基酸组成,胞浆域由41个氨基酸组成。与GenBank中的牛β1基因的同源性达99.5%,从起始密码子开始共有12个碱基发生了变化,引起第217、247、268、281、321、691、709位的氨基酸改变,分别由F、S、W、V、H、Y、V变为S、P、R、G、Y、C、G。牛β1基因与猪、猩猩、猫、犬、人、小鼠和鸡的β1基因核苷酸序列同源性分别为93.8%、89.3%、91.6%、90.2%、89.6%、85.4%、75.6%,推导氨基酸序列同源性分别为98.2%、93.7%、97.5%、96.7%、94.2%、93.2%、84.1%。牛与猪β1亚基同源性最高。

猪口蹄疫病毒受体整合素β8亚基配体结合域的原核表达和多克隆抗体制备

病毒受体是决定病毒宿主特异性和组织嗜性的重要因素.利用原核细胞表达了猪口蹄疫病毒受体整合素β8亚基的配体结合域(LBD)片段,分离纯化目的蛋白后免疫兔,制备兔多克隆抗体.以含有猪β8亚基全长cD-NA的质粒为模板,经PCR扩增得到位于β8成熟肽氨基端的LBD基因片段,与带有GST标签的原核表达载体pGEX 4T-1相连,构建原核表达质粒pGEX/β8LBD,测序确认读码框正确后,将其转化感受态细胞BL21(DE3),以IPTG诱导表达重组β8LBD融合蛋白.通过SDS-PAGE和Western blot鉴定后提取包涵体,以电泳分离纯化的重组融合蛋白免疫新西兰白兔制备多克隆抗体,鉴定血清效价和特异性.结果显示,实现了重组猪β8LBD融合蛋白在大肠杆菌中的高效表达,SDS-PAGE显示分子量约为46 000,主要以包涵体形式存在于菌体中.制备的兔多克隆抗体效价达1∶12 800以上,该血清可与目的蛋白发生特异性反应.这将为进一步研究猪整合素β8亚基在宿主体内的分布及其在口蹄疫病毒致病过程中的作用奠定基础.

硫酸乙酰肝素与口蹄疫病毒感染

受体是病毒宿主嗜性和致病机制的主要决定因素。硫酸乙酰肝素(HS)是一种多聚阴离子碳水化合物,广泛存在于真核细胞的细胞膜和细胞基质。HS是许多病毒在细胞膜上的特异受体或辅助受体。目前发现口蹄疫病毒可利用HS和整联蛋白(αvβ3、αvβ6、αvβ1、αvβ8)作为病毒受体。口蹄疫病毒可能在不同的感染阶段利用不同类型的受体与宿主细胞相互作用。研究病毒受体的结构和功能对理解病毒与宿主细胞的关系具有重要意义。本文主要论述了HS的生物学特性及其与口蹄疫病毒感染的关系。

C型口蹄疫病毒VP1基因的原核表达及重组蛋白的纯化

利用PCR技术扩增获得C型口蹄疫病毒VP1基因,将其克隆到原核表达载体pET-30α(+)上,构建重组表达质粒pET-VP1。质粒pET-VP1转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,用IPTG诱导VP1基因的表达,收集不同时间的菌液进行SDS-PAGE、Western blot分析,结果得到分子量约为33 ku的目的条带,表达产物占菌体总蛋白的35%,且该目的条带能被C型FMDV阳性血清识别,说明VP1基因在大肠杆菌中得到高效表达。融合表达蛋白经镍柱纯化,重组蛋白纯度达90%以上。

口蹄疫病毒对牦牛持续性感染的分析

利用口蹄疫病毒株Akesu/58感染牦牛来建立口蹄疫病毒持续性感染动物模型。连续饲养12个月,每月采集牦牛血液并利用酶联免疫吸附试验检测中和抗体的效价和3ABC非结构蛋白的OD值。3ABC非结构蛋白OD值的数据统计采用SPSS11.5软件包中的Curve Estimation进行曲线回归。利用体外细胞实验来检测口蹄疫病毒毒力的变化情况。结果显示,口蹄疫病毒的毒力是逐渐下降的,中和抗体和3ABC的含量均呈下降趋势,并且可人为地划分两个阶段。由于口蹄疫病毒凭借VP1蛋白、L和3C蛋白酶对牦牛的致病性,在第一个阶段内,体液免疫被认为是牦牛机体抗击FMDV感染的主要形式;在第二阶段,细胞免疫被认为是机体抗击FMDV感染的主要形式。

3种口蹄疫病毒检测方法能力比对的试验

为验证口蹄疫病毒的检测方法,利用液相阻断酶联免疫吸附试验(LB-ELISA)、非结构蛋白抗体酶联免疫吸附试验(3ABC-I-ELISA)和反转录聚合酶链反应(RT-PCR)3种方法对样品进行口蹄疫病毒检测,检测结果待检样品为阴性,阳性对照与预测结果一致。

猪口蹄疫病毒受体β8亚基的基因克隆与分子特征

口蹄疫病毒利用整联蛋白作为病毒受体进入宿主细胞。本试验在国际上首次从口蹄疫病毒感染猪的舌皮组织中克隆到了β8亚基基因,并对其核苷酸序列和推导的氨基酸序列进行了比较分析。猪β8亚基基因的编码区含有2 304个核苷酸,编码767个氨基酸,其中信号肽由42个氨基酸组成,胞外域由637个氨基酸组成,含有7个潜在的糖基化位点(NXT/NXS)和49个半胱氨酸残基,跨膜区由30个氨基酸组成,胞浆域由58个氨基酸组成,猪β8基因与牛、人、犬、猕猴、家鼠和挪威大鼠的β8基因核苷酸序列同源性分别为94.3%、91.4%、91.7%、91.4%、83.5%、83.5%,推导的氨基酸序列同源性分别为95.0%、91.8%、92.8%、91.5%、84.0%、84.8%。猪与牛β8亚基同源性最高。猪β8亚基存在复杂多变的二级结构,其中1-42、680-709位氨基酸区段疏水性较强,形成表面蛋白结构的可能性较小,分别是该亚基的信号肽和跨膜区。本试验为进一步深入研究β8亚基在口蹄疫感染过程中所扮演的角色奠定了基础。

双峰驼口蹄疫病毒受体β6亚基基因的分子特征

病毒受体是病毒宿主范围和组织嗜性的一个决定因素。研究表明,4种整联蛋白αvβ1、αvβ3、αvβ6、αvβ8能够介导口蹄疫病毒感染偶蹄动物,且αvβ6是主要的口蹄疫病毒受体。首次从健康双峰驼肺组织中克隆到了β6亚基基因并进行了比较分析。结果显示,双峰驼β6基因的编码区含有2367个核苷酸,编码788个氨基酸残基,其中信号肽由26个氨基酸组成;胞外域由681个氨基酸组成,含有8个潜在的糖基化位点(NXT/NXS)和58个半胱氨酸(Cys)残基;跨膜区由29个氨基酸组成(708～736aa);胞浆域由52个氨基酸组成,含有一个NPLY核心基序和一个潜在的糖基化位点(NVT),该基因在GenBank中的登录号为EF613220。双峰驼β6基因与牛、猪、羊、人、小鼠、挪威大鼠β6基因的核苷酸序列同源性分别为91.1%、91.8%、90.6%、90.5%、83.7%、84.1%,推导的氨基酸序列同源性分别为94.3%、93.4%、93.4%、93.7%、88.7%、88.6%。偶蹄动物(双峰驼、牛、羊、猪)的β6基因同源性较高,在遗传进化树上同属于一个亚群,表明β6亚基可能与口蹄疫病毒的宿主范围有关。