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科学家深度解析H7N9亚型禽流感病毒血凝素蛋白的跨种传播机制
作者:     发表时间:2019-11-21    [浏览量:2]
摘要:   A型流感病毒(Influenza A virus,IAV)归于正黏病毒科,是一个有囊膜的、分节段的单股负链的RNA病毒。它是一种重要的人畜共患病原,在历史......

   A型流感病毒(Influenza A virus,IAV)归于正黏病毒科,是一个有囊膜的、分节段的单股负链的RNA病毒。它是一种重要的人畜共患病原,在历史上曾引起屡次流感大流行事情以及散发性禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)感染人事情,严重威胁公共卫生安全和社会经济发展。流感病毒外表有两个重要的囊膜蛋白——血凝素蛋白(Hemagglutinin,HA)和神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)。不同亚型流感病毒与受体的结合主要是靠HA蛋白完成的,HA与受体的结合具有种属特异性。
  HA与受体的结合是流感病毒感染的榜首步,因而HA受体结合偏好性的改变是流感病毒跨种传达的要害决议要素。依据前人在流感病毒跨种传达范畴的效果,现在已知不同亚型流感病毒HA分子跨种传达的分子机制有所不同(图1)。就H1亚型IAV而言,主要是由190和225位氨基酸起决议效果,在禽中别离的病毒主要是E190/G225,具有双受体结合特性,而在人中别离到的病毒主要是D190/D225,特异性结合人源受体。就H2和H3亚型IAV而言,主要由226和228位氨基酸决议,将Q226/G228骤变成L226/S228即可使HA改变成人源受体结合偏好性。而在H5亚型IAV中,主要是226位氨基酸由谷氨酰胺(Glutamine,Q)到亮氨酸(Leucine,L)的改变以及158位糖基化的丢掉等要素一起决议的。
  自2013年起,H7N9亚型禽流感病毒已引起1600多人感染,并于2017年呈现一些高致病性禽流感毒株。但是到现在为止,H7亚型与受体结合的要害分子根底尚未被彻底说明,各个氨基酸在其间所起的效果以及病毒取得人源受体结合特性的演化进程也仍不清楚。11月19日,中国科学院微生物研讨所高福团队在Cell Reports 杂志上宣布了题为Avian-to-Human Receptor-Binding Adaption of Avian H7N9 Influenza Virus Hemagglutinin 的研讨论文,具体地论述了H7N9亚型禽流感病毒血凝素蛋白由禽源受体偏好性向双受体结合特性演化的进程,该项效果对流感病毒防控作业具有重要指导意义。
  研讨人员经过序列剖析、PCR定点骤变、外表等离子共振技能、免疫荧光染色技能、反向遗传学技能以及结构生物学等技能,剖析带有不同氨基酸组合的HA骤变体的受体结合特性、病毒仿制才能及结构等性质的改变,从分子层面翔实地说明晰H7N9亚型HA的跨种传达机制。他们发现仅186位氨基酸由甘氨酸(Glycine,G)变成缬氨酸(Valine,V),即可使禽受体结合特异性的SH1-H7N9 HA取得人源受体结合才能。而L226在其他三个位点存在亲水氨基酸时,是晦气于人源受体和禽源受体的结合。根据结构剖析,186位氨基酸的侧链可影响190-helix上E190侧链的走向,然后影响HA与受体的相互效果,而L226在没有其它三个疏水氨基酸(A138,V186和P221)调配的情况下会下降220-loop的稳定性,然后下降HA关于人源和禽源两种受体的亲和力。
  生化试验和结构剖析成果表明,186位氨基酸是决议H7N9 HA取得人源受体结合才能的要害;而226位并非要害位点。当L226与亲水氨基酸调配时,对两种受体结合都是有晦气影响的,因而估测在演化上,很或许需求186位氨基酸先发作改变,然后发作Q226L的骤变。经过剖析一切H7亚型流感病毒的HA序列的进化联系,研讨人员发现天然毒株中也存在这样的演化趋势。
  整体而言,H7N9亚型流感病毒HA在演化进程中,首先由禽特异性结合的G186Q226变成双受体结合特性的V186Q226,最终演变成V186L226(图2)。其间186位氨基酸是H7N9 HA取得人源受体结合才能的要害氨基酸位点;而226位并非要害位点,在调配亲水氨基酸时,反而晦气于两种受体的结合。该项效果整合了生物化学、分子生物学、病毒学、生物信息学以及结构生物学等办法,说明晰H7N9亚型禽流感病毒的跨种传达机制及其一起的演化途径,从分子层面说明H7N9 禽流感病毒的进化或许是由受体结合特性以及其它或许要素一起挑选的成果。这些研讨有利于深化了解H7亚型禽流感病毒跨种传达的分子机制,关于流感病毒疫情的防备与操控具有重要指导效果。
  据悉,中国科学技能大学博士徐颖为论文榜首作者,中科院院士高福为论文通讯作者。别的,微生物所研讨员施一、齐建勋、副研讨员张蔚、助理研讨员彭如超等在课题规划等方面给予了很多支撑和协助。
  论文链接 日期:2019-11-20  

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