MxB抑制HIV-1的機制探討.pdf

1、病毒是一種嚴格的細胞內(nèi)寄生物，受本身基因組大小的限制，缺少編碼完成其自身復(fù)制所必須的生物合成以及代謝等機器，必須依賴宿主的組分進行復(fù)制。另一方面，宿主細胞編碼了許多宿主限制因子來抑制病毒復(fù)制，從而維持自身的生存。目前對于宿主限制因子的研究中，針對HIV-1的研究較豐富，近年來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種對其有抑制作用的宿主限制因子，包括TRIM5α、TRIM22/Staf50、SAMHD1、p21/CDKN1、Tetherin/B ST-2/CD137

2、、APOBEC3G、APOBEC3F、IFITM和MxB等。
　　其中，MxB(Myxovirus resistance protein B)是最近發(fā)現(xiàn)的能夠抑制HIV-1的宿主限制因子。但目前對于MxB抑制HIV-1的機制，研究者們尚未達成一致:一些研究者發(fā)現(xiàn)， MxB主要通過其N端區(qū)域與HIV-1的衣殼蛋白(Capsid，CA)相互作用，在病毒的脫衣殼階段發(fā)揮抗病毒功能。還有人證明，MxB是在HIV-1基因組入核或整合階段發(fā)揮

3、作用。此外，MxB抑制HIV-1可能也依賴于親環(huán)素A（Cyclophilin A，CypA）、剪接和多聚腺苷酸化特異性因子6(Cleavage andpolyadenylation specific factor6，CPSF6)、核孔蛋白Nup153和核孔蛋白Nup358等細胞蛋白的介導。因此，對于MxB抑制HIV-1的具體機制還有待進一步研究。
　　MxB屬于動力蛋白超家族成員，其氨基酸序列和同為宿主限制因子的該家族成員MxA的

4、相似度達到63％，但是MxA并不具有抑制HIV-1的活性。為了研究MxB的抗病毒機制，我們根據(jù)MxB的結(jié)構(gòu)域特征以及與MxA蛋白序列的差異，分別對MxB的N端25個氨基酸、GTPase結(jié)構(gòu)域、Loop4區(qū)域和stalk結(jié)構(gòu)域進行了序列和功能的突變。我們的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MxB的N端25個氨基酸以及負責其二聚化的stalk結(jié)構(gòu)域中殘基L661的突變導致了其抗HIV-1的功能缺失;其GTPase活性和Loop4區(qū)域?qū)τ谄淇共《竟δ軟]有影響，我們的

5、這些結(jié)果與其他課題組發(fā)表的結(jié)果一致。隨后，我們對MxB的N端25個氨基酸進行了進一步的分析:前人的研究表明，全長形式MxB蛋白定位在胞質(zhì)及核孔的胞質(zhì)面，并且在胞質(zhì)中形成點狀結(jié)構(gòu)，具有抑制HIV-1的功能;而缺失了前25個氨基端的截短形式的MxB蛋白在胞質(zhì)中呈彌散分布，并且不具有抑制HIV-1的功能。提示MxB蛋白的N端前25個氨基酸中存在決定其亞細胞定位及抗病毒功能的關(guān)鍵氨基酸。因而，我們對MxB N端前25個氨基酸中可能存在的核定位信

6、號進行突變，試圖尋找影響MxB亞細胞定位以及抗病毒功能的關(guān)鍵位點。此外，由于MxB具有核定位信號，但是它在細胞中并不定位在細胞核中，而且當用出核抑制劑LeptomycinB處理后，MxB蛋白在核內(nèi)積累，提示MxB可能存在出核信號，該出核信號對于其在細胞中的定位以及抗病毒功能的貢獻是我們研究的第二個方面。
　　首先，我們利用軟件預(yù)測了MxB的前25個氨基酸中可能存在的經(jīng)典的及非經(jīng)典的核定位信號(Nuclear localizatio

7、n signal，NLS)，并針對這些氨基酸構(gòu)建了一系列突變體，尋找對其定位及抗病毒功能有影響的位點。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，R11R12R13同時突變?yōu)锳11A12A13之后，該突變體就不具有了抗HIV-1功能，定位實驗發(fā)現(xiàn)此突變體的定位與野生型相似，這與同期Malim等人的研究結(jié)果一致，該位點為MxB結(jié)合HIV-1 CA的位點。另外，我們的結(jié)果發(fā)現(xiàn)MxB的R11R12R13、R19K20同時突變時，其定位發(fā)生了改變，提示這些位點是決定MxB在細胞

8、中定位的關(guān)鍵氨基酸，而且功能實驗表明其抗病毒的作用消失，但由于此突變體包括R11R12R13位點的突變，所以不能確定MxB的定位在其抗病毒功能中的重要性。
　　另一方面，我們利用在線預(yù)測工具對MxB中可能存在的出核信號(Nuclearexport signal，NES)進行預(yù)測，并對預(yù)測出的5段候選序列（51-68位氨基酸、98-123位氨基酸、199-223位氨基酸、374-389位氨基酸、505-527位氨基酸）進行了缺失分析

9、。我們的結(jié)果表明，這5段序列的分別缺失并不能導致MxB定位在核中，提示經(jīng)由軟件預(yù)測得到的NES并不是負責MxB出核的序列，MxB另有其他的NES還是通過其他蛋白攜帶出核還有待進一步研究。令人意外的是，我們發(fā)現(xiàn)，缺失MxB505-527位氨基酸后其抗病毒作用消失，并且在細胞中的定位發(fā)生改變。由于505-527序列位于MxB蛋白的stalk區(qū)域，而stalk區(qū)域是負責MxB蛋白二聚化的結(jié)構(gòu)域，我們檢測了MxBdel505-527形成二聚體的