A型流感病毒蛋白NEP与宿主蛋白GPS2互作的研究

A型流感病毒蛋白NEP与宿主蛋白GPS2互作的研究

论文摘要

A型流感病毒是一种重要的人畜共患病病原,能在人、猪和禽等物种中传播。因其高变异能力与高传染性等,给人们的身体健康带来巨大的威胁。预防控制流感病毒的传播与致病一直是科研工作者们努力的方向,清楚的了解其致病机制为疾病的预防控制提供了有力的依据。在流感病毒感染宿主细胞后,病毒蛋白会通过自身蛋白与宿主蛋白发生相互作用,而借用宿主本身的复制系统进行自身的复制增殖。流感病毒核输出蛋白(nuclear export protein,NEP)蛋白是因能在病毒vRNP出核过程中发挥重要作用而被认知,被命名为核输出蛋白。NEP在各种亚型的A型病毒中都比较保守,从最初确立NEP在介导病毒核糖核蛋白(vRNP)复合体输出细胞核的功能以来,对于NEP是否具有其它功能还未见报道。在本实验室先前的研究中,以NEP为诱饵蛋白筛选人脑cDNA文库,获得了多个阳性克隆,包括C-CHD3,GPS2等。在本研究中利用一些研究蛋白相互作用的方法验证NEP与GPS2(G protein pathway suppressor2)之间的相互作用,并初步阐述这种相互作用所具备的生物学特性。主要研究内容和结果如下:(1)相互作用的验证首先将酵母双杂交获得的阳性克隆GPS2与流感病毒NEP蛋白之间的相互作用在COS-1细胞上用哺乳动物双杂交技术进行验证,结果表明GPS2能与NEP之间表现出较强的相互作用;然后分别将GPS2与NEP克隆至原核表达载体,将可溶表达的融合蛋白GST-NEP和His-GPS2进行GST pull-down实验,证明两蛋白能在体外发生相互作用;分别将GPS2与NEP克隆至真核表达载体,然后分别检测共转染细胞中两个蛋白的相互作用。利用间接免疫荧光技术检测两蛋白之间的亚细胞定位,发现共表达细胞中两蛋白发生明显的共定位现象。综上可以充分验证GPS2与NEP两蛋白之间确实存在相互作用。(2)NEP与GPS2相互作用保守性研究根据序列分析,NEP在A型流感病毒中具有相当的保守性,但是不同的毒株之间还是存在少量氨基酸的差异,在本研究中将A/WSN/1933(H1N1),A/Mexico/001/2009(H1N1),A/duck/Hubei/Hangmei/01/2006 的 NEP 蛋白的编码序列分别克隆至哺乳动物双杂交质粒pBind-vector,利用哺乳动物双杂交技术检测GPS2与不同来源NEP之间相互作用的保守性。实验证明,GPS2与NEP之间的相互作用具有一定的保守性,与克隆的NEP蛋白之间都具有较强的相互作用。(3)NEP与GPS2相互作用区域的确定根据文献报道以及NEP蛋白结构特征,分别克隆了 NEP蛋白的多个截短突变蛋白 NEP(2-llaa)、NEP(12-21aa)、NEP(22-31aa)、NEP(32-41aa)、NEP(42-53aa)、NEP(2-53aa)、NEP(54-121aa)、NEP(12-121aa)、NEP(20-121aa)。利用哺乳动物双杂交技术筛选NEP与GPS2相互作用的结构域。实验证明,在NEP上两蛋白的互作结构域为32-41aa这一段肽链,并且该段氨基酸为核输出信号肽链。(4)GPS2对病毒增殖的影响通过模拟流感病毒聚合酶活力实验检测GPS2的表达对流感病毒聚合酶活力的影响,实验证明GPS2的过表达可以促进流感病毒聚合酶活力。同时通过模拟实验发现,同时转染一定量的NEP蛋白时,可以减缓其对聚合酶的促进作用。(5)GPS2抑制病毒增殖激活的AP-1依赖基因的表达在Hela细胞中,使用TNF-a刺激AP-1依赖基因的表达,当过表达GPS2时,其表达量明显降低。并且当GPS2主要定位于细胞质中,其对该启动子的活性抑制更加明显。同时,在Hela细胞和MDCK细胞中,使用流感病毒刺激后,发现只有在流感病毒能够增殖复制时,才能促进AP-1依赖基因的表达,并且转染GPS2后能明显抑制AP-1依赖基因的表达。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略语
  • 1 文献综述
  • 1.1 流感病毒
  • 1.1.1 流感病毒基因组结构及其编码产物
  • 1.1.2 流感病毒的生物学特性
  • 1.2 流感病毒NEP蛋白
  • 1.2.1 NEP的蛋白结构
  • 1.2.2 NEP介导vRNP的核输出
  • 1.2.3 NEP调控流感病毒的转录与复制
  • 1.3 宿主蛋白GPS2
  • 1.3.1 GPS2的概述
  • 1.3.2 GPS2与多种蛋白发生相互作用行使转录调控作用
  • 2 研究目的与意义
  • 3 材料与方法
  • 3.1 材料
  • 3.1.1 病毒、细胞和菌株
  • 3.1.2 本研究中用到的质粒
  • 3.1.3 酶及主要试剂
  • 3.1.4 抗体
  • 3.1.5 主要实验仪器
  • 3.1.6 引物
  • 3.2 方法
  • 3.2.1 PCR反应
  • 3.2.2 PCR产物回收及纯化
  • 3.2.3 连接反应
  • 3.2.4 质粒转化大肠杆菌细胞
  • 3.2.5 质粒提取
  • 3.2.6 重组子的鉴定
  • 3.2.7 定点突变
  • 3.2.8 转染
  • 3.2.9 重组蛋白的浓度测定
  • 3.2.10 Western Blot
  • 3.2.11 原核表达
  • 3.2.12 GST-pull down
  • 3.2.13 免疫共沉淀
  • 3.2.14 间接免疫荧光
  • 3.2.15 哺乳动物双杂交
  • 3.2.16 RNA的提取、反转录以及定量PCR
  • 3.2.17 统计分析
  • 4 结果与分析
  • 4.1 NEP与GPS2相互作用的确定
  • 4.1.1 哺乳动物双杂交技术初步确定NEP与GPS2发生相互作用
  • 4.1.2 免疫共沉淀技术验证NEP与GPS2之间的相互作用
  • 4.1.3 GSTpull-down体外验证NEP与GPS2之间的相互作用
  • 4.1.4 NEP与GPS2的亚细胞定位
  • 4.2 NEP与GPS2互作保守性的研究
  • 4.3 NEP上蛋白互作结构域的确定
  • 4.3.1 哺乳动物双杂交筛选NEP上的互作结构域
  • 4.3.2 GST pull-down确定NEP上与GPS2的互作结构域
  • 4.4 NEP上与GPS2互作的结构域为新的核输出信号
  • 4.4.1 新的核输出信号的发现
  • 4.4.2 NES2能与GPS2一起转运至细胞质中
  • 4.5 NEP通过与GPS2互作减缓对病毒聚合酶活力的激活
  • 4.5.1 GPS2正调控病毒聚合酶活力
  • 4.5.2 NEP减缓GPS2对聚合酶活力的正调控
  • 4.6 GPS2抑制流感病毒感染激活的AP-1依赖基因的表达
  • 5 讨论
  • 5.1 相互作用的验证
  • 5.2 NEP与GPS2互作保守性的研究
  • 5.3 NEP上相互作用的结构域
  • 5.4 相互作用生物学效应的挖掘
  • 6 小结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介
  • 相关论文文献

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