猪乙型脑炎(JE)的分子生物学特性
曹齐树 华中农业大学
1. JEV的基因结构
兽医研究发现猪源乙型脑炎(JEV)是单股正链的RNA病毒,全长基因组约为llkb。其基因组主要由5’非编码区,结构蛋白编码区(C,prM/M,E),非结构蛋白编码区困51,NsZA,NsZB,Ns3,NS4A,NS4B,Nss)和3’非编码区四个部分组成。 在 JEVRNA链的5’末端有一个m7GPpAmp的I型帽,一般情况下帽状结构可以增强RNA的感染性,且能保护RNAS’端不受一些酶类的降解,并促使翻译的起始);其末端没有PolyA,为CU一OH。3’端具有一段十分保守的能够形成发夹结构的核酸序列,这个发夹结构在病毒RNA的复制和包装过程中可能起到重要的作用。该RNA链只有一条完整的开放编码框,能够编码3432个aa(氨基酸)。
2. JEV的蛋白质
A、结构蛋白
C蛋白:C蛋白分子量约为14KI),由127个aa(氨基酸)组成。C蛋白是JEV的衣壳蛋白,氨基酸中大部分是碱性的,带正电荷的Lys和A咫残基含量最高约为23%一25%,而在形成病毒衣壳时这些正电荷可与病毒基因组RNA相互作用结合成核心。C蛋白的主要作用是保护基因组使其免受核酸酶等因素的破坏。
PrNfM蛋白:为JEV的膜蛋白,prM蛋白是M蛋白的前体,M蛋白可以形成犯v的囊膜。有研究认为在犯V诱发免疫保护时prM蛋白起到了重要的协同作用。抗M蛋白的抗体对JEV也有轻度的中和作用,所以M蛋白与JEV的感染也有关系。
E蛋白:E蛋白是疏水性蛋白,是兀v的主要囊膜蛋白,也是JEV最重要的蛋白之一。E蛋白分子量为53KD,有500个aa残基,其中甘氨酸和丙氨酸的含量最高。E蛋白只有一个糖基化位点 (Asnl54一X一Ser),此位点在大多数黄病毒科均比较保守。E蛋白与JEV毒力有关,某些关键氨基酸的改变会严重影响犯V的神经毒力和神经侵袭力。E蛋白有很多功能,病毒的毒力、入侵机制等都和E蛋白有关。另外最重要的是E蛋白可以作为疫苗的研制材料,因为它能够刺激机体产生中和抗体。
另外研究表明E蛋白含有3个域:域I(也叫中心域),域n和域m。其中域I存在E蛋白仅有的一个糖基化位点,并且有血情学及生物学活性的抗原表位;域n和域m都存在很多抗原中和表位,并且域m可以参与细胞受体结合。另外域nl中有黄病毒科所特有的保守序列即399~RGD一401序列,它可能在参与受体结合过程中起到关键作用。另外研究表明域m不仅是JEV的一个重要结构域,也是MVEV(墨累山谷脑炎病毒)、TBEV(蝉虱脑炎病毒)和LIV(跳跃病毒)等病毒的重要结构域。研究表明JEVE蛋白域m的中和位点主要集中在E337一345、E377一382、E397一403这3个区域内。而此区域的变异可能会影响抗原与中和抗体的反应,因此可以根据此区域的变异情况来判断现行的基因111型JEV疫苗能否有效地保护其它基因型JEV入侵动物体。
B、非结构蛋白
非结构蛋白紧接E蛋白之后,主要包括NSI、NSZA、NSZB、NS3、NS4A、NS4B和NSS。Nsl蛋白分子量约为40KD,常以二聚体形式存在,是一种分泌型的糖蛋白,可能参与病毒复制的早期阶段。另外,Nsl也可作为亚单位疫苗研制的材料。NSZ户了B蛋白在Nsl蛋白的加工过程起重要作用,而NsZB和Ns3所构成的复合体是黄病毒的蛋白酶,主要作对大部分非结构蛋白进行切割加工。NS3蛋白分子量为64KD,具有亲水性基团,是一个多功能蛋白,具有激酶和解旋酶的特性。研究表明,NS3蛋白对 JEVRNA的复制有重要作用。NS4户JB两种蛋白分子量为28KD和14KD,都是疏水蛋白,可能与膜结构有关。NSS蛋白分子量为105KD,是黄病毒中最大的保守蛋白,与病毒的复制有密切关系。
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