CD81介導(dǎo)HCV入侵種屬特異性分子基礎(chǔ)研究.pdf

1、丙型肝炎病毒(HCV)感染是慢性肝病的主要誘因，在全世界范圍內(nèi)感染人數(shù)已超過(guò)1.7億。由于HCV感染具有高度嚴(yán)格的宿主特異性，只有人和黑猩猩可支持HCV感染，HCV小動(dòng)物模型的研發(fā)成為了阻滯HCV相關(guān)研究，特別是疫苗研發(fā)的瓶頸之一。HCV宿主特異性的基礎(chǔ)來(lái)源于病毒入侵過(guò)程的復(fù)雜性。目前，已知HCV受體至少包括CD81，SR-B1，Claudin-1和Occludin等4種。其中CD81是HCV早期入侵所必須的。CD81直接與HCV-E2

2、相結(jié)合，其介導(dǎo)HCV的入侵具有很強(qiáng)的種屬特異性，只有人和黑猩猩的CD81以很高的親和力結(jié)合HCV-E2并支持HCV入侵，但其分子機(jī)制至今尚不明確。為揭示CD81介導(dǎo)HCV入侵種屬特異性分子機(jī)制，本課題利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)，生物物理學(xué)和病毒學(xué)的方法對(duì)人，小鼠，和非洲綠猴的，CD81（hCD81，mCD81和agmCD81）進(jìn)行了深入的研究。首先解析了hCD81-LEL，mCD81-LEL和agmCD81-LEL的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，mCD81-L

3、EL和agmCD81-LEL的全局結(jié)構(gòu)與hCD81-LEL類似，均由五個(gè)α-螺旋組成“磨菇型”結(jié)構(gòu)，螺旋-A/E構(gòu)成了“磨菇莖”，螺旋-B/C/D構(gòu)成了“蘑菇頭”，其中D-helix是CD81直接與HCV-E2結(jié)合的區(qū)域。通過(guò)結(jié)構(gòu)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在mCD81-LEL和agmCD81-LEL中188-196氨基酸殘基之間形成了分子內(nèi)氫鍵/鹽鍵，而類似的分子內(nèi)相互作用在hCD81-LEL中是不存在的。之前有研究報(bào)道，CD81D-helix構(gòu)象

4、的靈活性是與E2結(jié)合所必須的，而在mCD81-LEL和agmCD81-LEL結(jié)構(gòu)中，分子內(nèi)氫鍵或鹽鍵通過(guò)把D-helix錨定在穩(wěn)定的E-helix上，因此我們推測(cè)假分子內(nèi)氫鍵/鹽鍵對(duì)D-helix的構(gòu)象靈活性產(chǎn)生了束縛作用，從而干擾了CD81與E2的相互作用，削弱了CD81介導(dǎo)HCV入侵效率。以往的研究表明F186是CD81與HCV-E2的結(jié)合所必須的，因此，我們?cè)贔186存在的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)突變實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證188-196間氫鍵或鹽鍵對(duì)E2結(jié)

5、合以及HCV入侵效率的影響。結(jié)果表明，hCD81中，在F186存在的情況下，如果誘導(dǎo)188-196殘基之間形成氫鍵/鹽鍵，會(huì)削弱hCD81與HCV-E2之間的結(jié)合，同時(shí)會(huì)降低HCV的入侵效率。而對(duì)于mCD81和agmCD81，在具備L186F突變的前提下，破壞188-196殘基之間的氫鍵/鹽鍵，可以提升HCV的入侵效率。本課題結(jié)果證實(shí)，CD81中188-196間分子內(nèi)氫鍵/鹽鍵是決定其與HCV-E2的結(jié)合親和力及其介導(dǎo)HCV入侵效率決定