摘要二硫键(disulfidebond)对大部分蛋白的正确折叠、结构稳定性、功能的正常执行与调控十分重要。目前,二硫键形成通路(disulfidebondformationpathway)在真核和原核生物中已揭示得较为清楚,往往由形成二硫键的酶(disulfidegenerator)和传递二硫键的蛋白(disulfidecarrier)组成,在氧化性环境如内质网中向底物蛋白(substrate)引入二硫键。病毒通常会利用宿主的二硫键通路来形成或重构病毒蛋白的二硫键,而一些大DNA病毒,如痘病毒(Poxvirus)和非洲猪瘟病毒(Africanswinefevervirus,ASFV),则在细胞质中编码了由巯基氧化酶(sulfhydryloxidase)和氧化还原活性蛋白组成的二硫键形成通路,向多个病毒蛋白引入二硫键,赋予其功能。杆状病毒是一类感染昆虫的大DNA病毒,由其核心基因编码的巯基氧化酶P33对感染性出芽型病毒粒子(buddedvirus,BV)的产生和包涵体来源的病毒粒子(occlusionderivedvirus,ODV)的正常形成是必需的。P33结构上较为保守的三个区域关键位点突变后,造成了P33氧化酶酶活降低,对应的突变体重组病毒则表现出了包涵体(occlusionbodies,OBs)的表面形态和内部包埋异常、口服感染能力下降等表型,这暗示了P33很有可能影响了负责病毒生命周期中不同关键功能的蛋白的二硫键形成。但至今尚无P33的底物蛋白被揭示,杆状病毒究竟是否编码了一条二硫键形成通路也尚未得到证明。本论文旨在发现P33的底物蛋白,进而揭示杆状病毒的二硫键形成通路。<br> 首先,利用生物信息学分析、P33pull-down以及质谱分析筛选了P33的候选底物蛋白。利用还原及非还原条件的Westernblot鉴定了其中含有二硫键的蛋白。最终鉴定到口服感染因子(perosinfectivityfactor)PIF1,PIF2,PIF5,PIF84个蛋白含分子内二硫键。进一步分析发现,PIF5在p33缺失的条件下二硫键形成很有可能受到了影响。<br> 利用烷基化标记样品后进行还原及非还原Westernblot分析发现,野生型样品中的PIF5的6个半胱氨酸均参与二硫键的形成,p33缺失型样品中PIF5的半胱氨酸未参与二硫键的形成,证实PIF5的二硫键形成受P33影响。体外氧化实验证明P33可以高效催化PIF5的氧化。上述研究结果证明了PIF5是P33的底物。<br> 接着,分析了二硫键对PIF5功能的影响。构建了一系列PIF5半胱氨酸位点突变型重组病毒,发现突变不影响感染性BV的产生、ODV的多粒包埋以及OB的形态,但影响了PIF5的天然二硫键形成。虫体水平的口服感染测试发现,突变型病毒丧失了口服感染能力。对经口服突变型病毒的幼虫进行解剖发现,突变体病毒均无法在中肠建立口服感染。说明PIF5的天然二硫键对于口服感染是必需的。<br> 通过以上研究,首次鉴定出杆状病毒的PIF5是巯基氧化酶P33的底物蛋白,证实了杆状病毒编码自身的二硫键形成通路。研究结果同时提示,P33通过影响PIF5的二硫键形成,在口服感染中发挥重要作用,但是P33对感染性BV的产生、ODV的多粒包埋以及OB形态的影响应该是由其他底物蛋白所介导的。基于上述发现,提出了杆状病毒编码的二硫键形成通路的模式图。
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