猪传染性肠胃炎病毒的结构蛋白特点
顾江萍 上海交通大学
兽医研究发现猪传染性肠胃炎病毒（TGEV）由4种结构蛋白和3种非结构蛋白构成。纤突(S)蛋白为糖蛋白，形成病毒突起；膜(M)蛋白主要包埋在脂质囊膜中；核衣壳(N)蛋白包裹着基因组RNA；sM蛋白是与膜相关的蛋白，这4种结构蛋白及其在病毒粒子中的功能各有其特点。
1.S蛋白
S蛋白位于病毒的最外面，形成典型的花瓣状囊膜突起，长20nm，突出于病毒粒子表面。成熟蛋白分子量约200KD。编码S蛋白的S基因全长约4.35×103bp，最初合成的S蛋白前体由1447或1449个氨基酸残基组成，N端含有16个氨基酸组成的短链疏水序列，起分泌信号肽的作用，S蛋白前体经切除信号肤和终末糖基化而成熟，形成稳定的三聚体，装配到病毒颗粒上。目前研究资料表明，S糖蛋白具有以下几个方面的功能：
①携带主要的B淋巴细胞抗原决定簇，是唯一能诱导机体产生中和抗体和提供免疫保护作用的结构蛋白。
②含有宿主细胞氨基肽酶(AminopeptidaseN，APN)的受体识别位点，决定其宿主组织细胞亲嗜性。
③决定TGEV的毒力。
④具有细胞膜融合作用，协助细胞核蛋白进入细胞浆。
⑤具有血凝活性区，用唾液酸酶处理TGEV可激发血凝活性，但此区域在PRCVS蛋白中缺失，因此检测血凝活性的存在与否是一种区分PRCV和TGEV的方法。
通过单克隆抗体中和试验确定S蛋白存在3个层次的抗原结构，即抗原位点、抗原亚位点和抗原决定簇，S蛋白有4个主要抗原位点A、B、C、D，包含于S基因二分之一的氨基端的543个氨基酸残基内，由S基因5'端仅占2.2kb的基因片段编码。研究表明，TGEV的不同分离株之间的4个抗原位点的位置稍有差异，A、B和D位点高度保守，而C位点稍有变化。A位点在诱导机体产生中和抗体中起关键作用，此位点的缺失可导致S蛋白不产生中和抗体，A、B两抗原位点是依赖于S蛋白的糖化作用和正确折叠构型产生的，而C、D两抗原位点的这种依赖性则很小。抗原位点B位于97-144位氨基酸范围内，至少有三个抗原表位组成，第97位和第114位氨基酸对B位点的形成起决定性作用。C位点不暴露于病毒粒子的表面，是连续的线性结构，C位点是第50和51位的氨基酸残基，可用48-P/S-P-N-S-D-52表示，位于S蛋白氨基端的48-52位氨基酸内。D位点大约在378-395氨基酸范围内，至少包含两个抗原表位，是诱导产生中和抗体的主要位点，第385位氨基酸残基(Gly)在D位点中构成重要的抗原表位，体外试验证明，A、D位点在诱导产生中和抗体中起重要作用，若S基因中缺失A、D位点序列，其表达产物不能产生中和抗体。
2.N蛋白
N蛋白是一种磷酸化的酸性蛋白，以核糖核蛋白复合体的形式于病毒粒子的内部，以螺旋式结构围绕RNA，直径9-15nm，使其易掺入病毒粒子中。N基因为1.7xl03bp，分子质量约为45KD，翻译产物为382个氨基酸残基。N蛋白具有高度保守三个抗原区域(A、B、C)，但PRCV在B区域与TGEV有差异。N蛋白通过对自身蛋白水解位点的水解及去磷酸化作用，对病毒粒子的装配起重要影响。
3.M蛋白
M蛋白是一种N端被糖基化的完整膜蛋白，是构成病毒粒子不可缺少的必需成分。M基因大小2.6×103bp，M蛋白初级翻译产物为262个氨基酸残基，是一种转膜蛋白，转位于膜上前通过切掉17个氨基酸残基的N末端信号肤成为成熟M蛋白，分子质量为29.5KD，携带一条富含甘露糖天冬氨酞(Asn)连接的侧链，而不成熟型M蛋白的分子质量高达36KD，并具有更复杂的聚糖结构。M蛋白影响病毒的变异，决定了冠状病毒在内质网膜的装配位点，同时具有稳定病毒核心区域的作用。
通过对M蛋白二级结构的研究发现，M蛋白氨基酸序列可以分为以下几个结构功能区域，从N端到C端依次为信号肤、膜外区、跨膜区、极性区及突于病毒粒子内C一端区(或突出于囊膜外区)的五个功能域，即M蛋白在病毒囊膜中经过多次跨膜。RasschaertD等研究认为N端去除信号肽后，还有1个约40个氨基酸残基的高度亲水区，其中含有糖基化位点，构成M蛋白的外区，含4个半胱氨酸残基;紧接着是3个疏水的膜镶嵌片段，两性区及亲水的C端位于病毒粒子的内部。TGEV感染的仔猪血液和肠道中有高水平的IFN-α，TGEV感染诱导干扰素产生和M蛋白。用M蛋白制备的特异性单克隆抗体能有效地阻断IFN-α干扰素的合成，而S、N蛋白的特异性单克隆抗体则无此作用，对突变的M基因的序列测定发现相关氨基酸残基都位于最后22个N末端残基内，并表明诱导干扰素的区域位于M蛋白的外部区域，主要起着效应器的作用。
4.sM蛋白
sM结构蛋白是新发现的一种小囊膜蛋白，基因大小为249bp，由82个氨基酸残基组成，在每个病毒粒子中含有约20个拷贝数。通过多肽扫描技术发现残基64-AYKNF-68是诱生抗sM单克隆抗体的核心序列。sM的抗原位点位于C末端，在TGEV感染的猪血清中能检出抗sM的抗体。sM在抗TGEV感染的体液免疫和细胞免疫中的功能作用还须进一步研究。推测sM是TGEV有效复制的必需成分，在调控病毒粒子的装配以及释放中起重要作用。
上一篇： 猪传染性胃肠炎病毒概述
下一篇： "以养为主"成气候 ——广西钦州渔业养殖跨越发展纪实
