裂解位点的组成对禽流感病毒毒力的影响

   2023-07-11 互联网2650
核心提示:最初的HA位于感染的宿主细胞的细胞膜上,通过C末端的跨膜区固定在细胞膜上。这种状态的HA称为HA0,它还没有进行最后的修饰,因而

最初的HA位于感染的宿主细胞的细胞膜上,通过C末端的跨膜区固定在细胞膜上。这种状态的HA称为HA0,它还没有进行最后的修饰,因而没有完全的生物学活性。最后的修饰主要是在宿主蛋白酶(如furin和PC6丝氨酸蛋白酶)的作用下,在HA0特定区域发生裂解,产生两个亚单位HAl和HA2,它们通过一个二硫键连接。当HA经过修饰,并装配进新的病毒粒子后,它就能使病毒粒子吸附到宿主细胞的表面,促进进入和融合。病毒粒子进入宿主细胞后就进入溶酶体。在溶酶体中,经细胞质子泵使之酸化,在pH 5.o~6.o的环境中HA发生不可逆转的构象变化,使HA2的N末端的高度保守区暴露---即融合多肽。这个多肽的暴露对病毒囊膜与细胞膜的融合以及复制复合体的活化是十分关键的。因此,HA分子的裂解活性对A型流感病毒的感染性和在宿主体内的扩散是必需的。HA对蛋白酶切割的敏感性直接影响病毒的毒力,如果HA易于被切割,则毒株有较高的毒力;反之.则毒力较低。HA蛋白裂解活性是由HA蛋白裂解位点上游的氨基酸组成和裂解位点附近糖侧链的存在与否决定。

     裂解位点附近的几个氨基酸组成与毒株能否致病直接相关。对野外分离的有毒力和无毒力的禽流感病毒裂解位点附近的氨基酸序列比较分析发现,LPAIV和HPAIV的HA在裂解位点处的氨基酸序列明显不同,一般高致病性毒株在裂解位点附近都有连续4个以上碱性氨基酸,而LPAIV的HA裂解位点处一般就只有单个的碱性氨基酸(Lys或Arg):而且目前已发现的高致病性AIV都属于H5和H7亚型,而H5和H7亚型中的绝大多数病毒又是低致病性的(见表24·1)。裂解序列含数个碱性氨基酸易造成对禽类的致病性,因为多个碱性氨基酸裂解序列可以被分布于宿主全身的多种细胞蛋白酶(如在禽类体内广泛存在的PC6丝氨酸蛋白酶)裂解,流感病毒得以进入全身多种类型细胞进行复制,引起宿主各系统的变化,表现为各种临床症状。低致病性毒株的HA蛋白只能被呼吸道、消化道等少数细胞中的蛋白酶所裂解,因而只能在宿主的呼吸道和/或消化道上皮中繁殖,导致温和感染或亚临床感染。如切割位点只含一个精氨酸(Arg),对切割的敏感性较低,仅能被少数细胞蛋白酶切割。在体外组织培养中,HPAIV可在没有外源蛋白酶存在的情况下生长繁殖,而LPAIV就不能,由此进一步证明,HA的裂解性是AiV感染的决定因素之一。     Perdur等人根据AIV的毒力决定机制,对低致病性的AIV毒力进化提出了一个假说。他们认为低致病性的AIV,在满足以下三个条件时,就可通过在裂解位点的插入突变而演化为高致病性的AIV:    a.插入的核苷酸必须都是嘌呤核苷酸;    b.插入的核苷酸是以三核苷酸为基本单位而形成的重复序列,并以六核苷酸和九核苷酸为佳;    c.在RNA的有义链上,紧邻裂解位点5,端应是一个RNA二级结构相对稳定的区域。

 
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