猪瘟病毒蛋白与功能

• 用随机肽库技术在Erns鉴定了中和性抗原表位，分别位于384386及322-323位、380-386 位氨基酸区域（Zhang et al, 2006）。
诱导免疫应答相关蛋白-非结构蛋白
• 非结构蛋白NS2-3能够诱导抗体的产生，具 有CSFV特异性B细胞表位。 • NS2-3还存在T细胞表位 1446KHKVRNEVMVHWFDD1460（Armengol, et al, 2002）。 • 在NS4A上鉴定出的一个T细胞表位 （2276ENALLVALF2284）（Armengol, et al, 2002）。
猪瘟病毒编码蛋白
• 多聚蛋白裂解为4个结构蛋白和7个非结构蛋白。 • 结构蛋白（C、Erns、E1、E2）。 • 非结构蛋白（Npro、p7、NS2-3、NS4A、NS4B、 NS5A、NS5B）。
5-NCR Npro C Erns E1 E2 p7 NS2 NS3 4A NS4B NS5A NS5B 3-NCR
病毒复制相关蛋白
• CSFV NS5B蛋白具有RNA依赖的RNA聚合酶活性（RdRp） （Xiao et al，2002）。 • CSFV的复制起始于NS5B蛋白结合病毒的3-NCR，从而起始 病毒RNA的复制（Steffens et al，1999）。 • NS5A以及NS4B与NS5B蛋白能形成高度有序的复制酶复合体， 共同对CSFV的复制起作用（Sheng et al，2010）。 • NS3蛋白的RNA解旋酶活性能够提高病毒的翻译（Xiao et al，
2008）。
病毒复制相关蛋白-假说A
Moulin et al, 2007
• NS2通过与细胞的辅助因子Jiv的作用，将NS2-3蛋白剪切 成NS2、NS3蛋白，其中NS3蛋白与NS4A、NS4B、NS5A、 NS5B形成蛋白复制复合体，起始病毒的复制。
病毒复制相关蛋白-假说B
Moulin et al, 2007 • 非剪切的NS2-3蛋白与NS4A、NS4B、NS5A、NS5B形成蛋 白复制复合体，起始病毒的复制。非剪切的NS2-3蛋白与 NS4A形成的复合物有利于感染性病毒粒子形成。
多聚蛋白
猪瘟病毒结构蛋白
衣壳蛋白C 第一个结构蛋白，分子量14 kDa， 能够调控病毒基因表达 Erns 囊膜糖蛋白 高度糖基化蛋白，具有内切核酸酶 活性，能够诱导机体产生中和抗体 包埋于病毒囊膜内，不诱导机体产 生中和抗体 主要的诱导机体产生中和抗体的糖 基化蛋白，大小在51-55 kDa
结构蛋白
E1
E2
猪瘟病毒非结构蛋白
Npro
p7 NS2-3 非结构蛋白
第一个非结构蛋白，抑制IRF3转录，拮抗IFN-/产生
含70个氨基酸残基，分子量为6-7 kDa，参与离子通道？ 进一步加工成NS2和NS3蛋白。存在3种形式，即NS2-3、 NS2和NS3，可能参与CSFV的致细胞病变作用 NS4A是由NS3的蛋白水解酶活性水解多聚蛋白产生的非 结构蛋白，由64个氨基酸残基组成 NS4B含有347个氨基酸残基，NS5A含有496个氨基酸残 基，NS4B和NS5A是病毒复制酶的组成成份 NS5B含有718个氨基酸残基，是病毒复制酶，具有RNA 依赖的RNA酶活性，NS5B识别并起始病毒基因组复制
• CSFV Npro蛋白能够通过抑制IRF3的转录，拮抗I 型干扰素的产生，从而逃避宿主的先天性免疫 （La Rocca et al, 2005）。
• 非结构蛋白在抑制宿主免疫中可能扮演着重要的 作用，尤其是抑制宿主的先天性免疫中。
与宿主相互作用的病毒蛋白
• CSFV引起一系列蛋白表达水平的变化。 • 膜联蛋白（Annexin 2，Ca2+-dependent cytosolic proteins binding to cellular membranes）HO-1（Heme oxygenase-1， 血红素加氧酶-1 ）表达上调；Annexin 2与 E2蛋白存在相互作用（Tu et al, in press）。 • C蛋白与波形蛋白（Vimemtin）存在相互作 用（Qiu et al, unpublished）。
2337 2684
有待进一步发现其他非结构蛋白对病毒毒力的影响
诱导免疫应答相关蛋白-结构蛋白E2
• CSFV糖蛋白中E2是最主要的免疫原性蛋白，其能够诱导机体 产生中和抗体并且能够保护CSFV强毒的攻击。 • E2的抗原位点主要分布在N 端690-866 位氨基酸残基上，分为 4 个抗原区：A、B、C 和D 区，分别位于766-865、690-799、 690-799和775-788位氨基酸残基之间。 • 693-716肽段可提供免疫保护（Dong et al，2006）。 • 目前报道的E2蛋白抗原表位主要位于775-865和775-812。 • E2单克隆抗体WH303识别一个在CSFV 中高度保守的表位， 其表位829TAVSPTTLR837（Lin et al，2000）。 • 我们小组鉴定771LLFDGTNP778为一保守的线性抗原表位 （Peng et al，2008）。
猪瘟病毒
• 猪瘟病毒（classical swine fever virus, CSFV） 属于黄病毒科（Flaviviridae）瘟病毒属 （Pestivirus）成员。 • 单股正链RNA病毒。 • 与BVDV和BDV有血清学交叉反应性。
猪瘟病毒
• 病毒核酸为RNA，含 有唯一ORF，编码一 多聚蛋白。 • 二十面体对称，有囊膜， 直径34-35 nm。 • 病毒抵抗力不强，一般 5-10%石灰乳、2-3% 氢氧化钠、5%漂白粉 可杀死病毒。
et al, 2006)
CSFV的糖蛋白Erns、E1和E2对病毒的毒力均有影响
病毒毒力相关蛋白-非结构蛋白
Npro基因缺失导致CSFV毒力的减弱 (Mayer et alΒιβλιοθήκη Baidu2004)
Npro
1
168
NS4B的2566VGI2568位点突变成AAA之后，CSFV毒力明显减弱 (Sainz et al，2010) NS4B
谢谢大家！
Brescia强毒685-686插入19个aa(RB-C22v弱毒)，毒力减弱(Risatti et al, 2005) 糖基化位点806N和875N突变成A，每一个位点突变均导致毒力减弱(Risatti et al, 2007) E2
690 1062
829TAVSPTTLR837(WH303识别位点)对病毒毒力减弱起到重要作用(Risatti
诱导免疫应答相关蛋白-结构蛋白Erns
• Erns蛋白也可诱导中和抗体，针对Erns蛋白的抗体能够提供对猪 瘟的部分保护作用。 • 研究表明，Erns的抗原位点位于332-412位、351-427位和376487位氨基酸残基中（Lin et al, 2004）。 • 研究发现，Erns 376-412位和376-427 位氨基酸残基为构像依赖 型表位，可识别CSFV感染后所出现的抗体（Lin et al, 2005）。
NS4A
NS4B NS5A NS5B
参与病毒穿入和吸附的蛋白 及其细胞受体
• 猪瘟病毒感染细胞是通过外膜糖蛋白Erns和E2与细 胞表面蛋白的相互作用介导的。 • Erns与细胞表面受体硫酸乙酰肝素（HS）作用， 帮助病毒吸附细胞表面（Hulst et al, 2009）。 • 猪瘟病毒的E2受体未见报道，我们小组初步证明 宿主细胞蛋白CDx与E2蛋白之间存在相互作用， 可能是E2的一个受体。 • CSFV 病毒蛋白受体将是CSFV研究的一个热点。
病毒复制相关蛋白
• 目前关于CSFV的复制过程仍不清晰，参与病毒复制的蛋 白及其在病毒复制过程中的作用仍需要进一步深入研究。
宿主细胞嗜性相关蛋白
• 有研究者用CSFV的E2基因替换BVDV的E2基因， 拯救的嵌合BVDV能够感染PK-15细胞，并且在 PK-15细胞中培养病毒能够达到较高滴度 （Reimann et al，2004）。因此，E2蛋白可能是 CSFV细胞嗜性的主要决定因素。
• 糖基化蛋白Erns和E1是否对CSFV的细胞嗜性有影 响有待研究。
病毒毒力相关蛋白-结构蛋白
糖基化位点269N突变成丙氨酸A或谷氨酰胺Q，毒力减弱(Sainz et al, 2008) Erns
268 494
糖基化位点594N突变成A，毒力减弱(Sainz et al, 2009)
E1
495 689
猪瘟病毒蛋白的结构与功能
主要内容
• • • • • • • • • 猪瘟和猪瘟病毒 猪瘟病毒的结构蛋白和非结构蛋白 参与病毒穿入和吸附的蛋白及其细胞受体 病毒复制相关蛋白 宿主细胞嗜性相关蛋白 病毒毒力相关蛋白 免疫应答相关蛋白 与宿主相互作用的病毒蛋白 问题和展望
猪瘟
• 猪瘟（classical swine fever, CSF）是猪瘟病 毒引起的急性、发热性、出血性、高度致 死性传染病，死亡率高达80-90%。 • 世界动物卫生组织（OIE）将猪瘟列入须申 报动物疫病名录（ OIE-listed, notifiable disease），我国将其列为一类传染病。 • 可呈急性、亚急性或慢性经过。
问题和展望
• CSFV与宿主相互作用的机制仍有待阐清，特别 是在对宿主细胞的调控上，CSFV是如何通过自 身蛋白与宿主蛋白发生相互作用，从而帮助病毒 在细胞内进行复制和增殖。 • 目前对于CSFV细胞受体方面的研究较少，CSFV 在细胞中的复制和增殖需要多个受体的参与，进 一步鉴定CSFV的受体将为深入了解病毒提供帮 助。 • 通过研究CSFV与宿主细胞相互作用蛋白和通路， 能为进一步研究CSFV致病机理提供线索，为猪 瘟的防控寻找到新的途径。
已经鉴定的抗原表位定位
384DKN386
Erns
268
771LLFDGTNP778 829TAVSPTTLR837
494
995YYEP998
E2
690 1062
1446KHKVRNEVMVHWFDD1460
2276ENALLVALF2284
NS2-3
1133
NS4A
2272 2336
抑制免疫应答相关蛋白