分子伴侣在病毒感染中的作用.pdf

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1、1 0 6 中国兽 医学报2 0 0 6 年1 月 第2 6 卷 第1 期 C h i n J V e t S c i J a n . 2 0 0 6 V o l . 2 6 N o . I 分 子 伴 侣 在 病 毒 感 染 中 的 作 用 刘菲 ， 程安春， ， 曾智勇艺 ( I ，四川农业大学 动物科技学院动物疫病与人类健康四川省重点实验室， 四川 雅安 6 2 5 0 1 4 沼.四川农业大学 动物科技学院 动物生物技术中心四川省重点实验室. 四川 雅安 6 2 5 0 1 4 ) 关键词: 分子伴侣; 病毒子 感染 中 图分 类 号 : Q9 3 9 . 4文献 标 识 码 A文 章

2、 编 号 : 1 0 0 5 - 4 5 4 5 ( 2 0 0 6 ) 0 1 - 0 1 0 6 - 0 5 随着蛋白质研究技术的不断发展， 数以百种的蛋白质三 维结构已研究得较为清楚， 但对于这些蛋白质折叠成天然构 象的途径和机制所知甚少。通常认为蛋白质的一级结构决定 了蛋白质的三级和四级结构， 但近年来研究表明， 在很多蛋白 质的折叠与装配过程中， 有其他蛋白质或酶的参与， 其中分子 伴侣就是目前研究得最多、 最热的一种。病毒是细胞内寄生 物， 分子伴侣与病毒的增殖过程密切相关， 从病毒基因组复制 的起始、 转录的进行、 翻译的完成到病毒粒子的装配成熟， 甚 至病毒成分在宿主休内的转运

3、都有分子伴侣的参与。随着病 毒与分子伴侣相互关系研究的深入， 产生了抗病毒的又一个 可 能 的途 径 1 分子伴侣概念与种类 分子伴侣( m o le c u l a r c h a p e r o n e s ) 是一类在进化上非常 保守的蛋白质家族， 它能与结构、 大小、 定位和最终功能都不 相同的蛋白质非特异性结合 催化介导这些蛋白质特定构象 的形成， 在生物体内起着稳定新生蛋白质、 辅助其他蛋白质正 确折叠、 组装、 转运甚至降解的作用， 对蛋白质功能的发挥具 有重要意义。分子伴侣的概念是由L a s k e y于1 9 7 8年首先提 出并使用的， 他在研究非洲爪蟾核小体形成时发现，

4、 在 D N A 与组蛋白结合形成核小体的过程中， 必须依赖一种酸性核蛋 白( n u c le o p l a s mi n ) 的参与才能完成其核小体的装配们体外 试验表明， 组蛋白只有与过量的酸性核蛋白混合后， 才能与后 加人的D NA自我组装形成核小休结构， 但最终形成的核小 收摘 日 期 : 2 0 0 4 - 1 0 - 2 5 若金项目四川省重点建设学科资助项目( S Z D 0 4 1 8 ) 作者 简介 : 刘菲( 1 9 7 1 - ) . 男 ， 讲 师， 博 士 口 体中并没有酸性核蛋白。当仅把D NA与组蛋白混在一起时， 并不能自我组装成核小体结构， 而是形成沉淀。

5、这一概念的提出， 使经典的蛋白质折叠“ 自组装” 学说受 到挑战， 从而产生了蛋白质折叠的“ 辅助性组装” 学说， 即新生 肤链折叠并组装成有功能的蛋白质并非都能 自发完成 在相 当多的情况下需要其他如分子伴侣和折叠酶等辅助蛋白质的 帮助， 进而使人们对蛋白质在折叠途径或折叠识别、 组装问题 上的认识得到了进一步的完善 分子伴倡存在于细胞内的各个部位， 在序列 仁 没有相关 性， 能辅助和参与细胞内蛋白质的正确折叠、 组装、 分解和跨 膜运动， 影响蛋白质点阵、 病毒的复制及转录活性等。应激情 况下， 有些分子伴侣可阻止蛋白质降解， 促进蛋白质的复性， 稳定未折叠的蛋白质中间物， 阻止蛋白质聚

6、集物的形成 分子 伴侣本身并不包括控制正确折叠所需的构象信息， 只是阻止 非大然多肤链内部的或相互间的非正确相互作用， 因而它们 能提高折叠反应的产率而不一定能提高其速率贾。迄今为止 发现的大多数的分子伴侣属于热休克蛋白( h e a t s h o c k p r o t e in, HS P ) 的范畴 大致可主要分为伴侣素家族( c h a p e r o ni n, C p n) , 热休克蛋白7 0家族( H S P 7 0 f a mil y ) , 热休克蛋白 9 0 家族( HS I 9 0 f a m i l y ) 3 类非常保守的蛋白家族。 1 . 1 伴侣素家族( C

7、p n ) C p n家族具有独特的双层 7 -9元 环状结构的寡聚蛋白， 它们以AT P依赖方式促进体内正常和 应激条件下蛋白质折叠 “, Cp n , 又可分为Gr o E L( Hs p 6 0 ) 家 族和Tr i C家族 Gr o E L蛋白由双层相对分子质量为6 0 0 0 0 的 7个亚基形成圆环组成， 在一种辅助因子( 如 E. c o 1 i 中的 Gr o E s ) 的协同作用下， 在体内与非天然的多肤结合并辅助其 重折叠。A T P酶的循环使 ; r o E L的底物结合面在亲水型和 疏水型之间转化， 从而使G . E l蛋白发挥不同的功能。除叶 E f f e c t

8、 s o f C y s t e a mi n e S u p p l e me n t a t i o n i n R a t i o n o f B r o i l e r s o n C a r c a s s P e r f o r - m a nc e G U Yo u - f a n g , C H E N H u i - l ia n g , Z H AO Ya n ( A n h u i T e c h n i c a l T e a c h e r s C o l l e g e , F e n g y a n g , An h u i 2 3 3 1 0 0 , ( . h

9、 i n a) A b s t r a c t : O n e h u n d r e d a n d f o u r t y f o u r o f 1 d a y - o l d b r o i le r s we r e s e le c t e d a n d d i v id e d i n t o 4 g r o u p s a t r a n d o m o f 3 6 b r o il - e r s e a c h . C y s t e a mi n e ( CS ) wa s a d d e d a t 0 , 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 m g / k g

10、i n b a s i c r a t io n s e p a r a t e l y . T h e n t h e b r o il e r s w e r e s la u g h t e r e d a t 2 , 4 , 6 , 8 w e e k s . Re s u l t s : ( 1 ) Th e s u p p l e m e n t a t i o n o f C S d e c r e a s e d t h e p a l a t a b i li t y o f t h e f e e d s . ( 2 ) Tb e p e r e e t a g e o f

11、 d r e s s e d w e ig h t , p e r e e t a g e o f h a l f e v i s c e r a t e y ie l d a n d p e r c e t a g e o f e v i s c e r a t e d y i e ld in c r e a s e d w i t h t h e d o s a g e . ( 3 ) At t h e s ix t h w e e k e n d a n d e i g h t h we e k e n d , t h e d a i l y g a i n a n d f e e d

12、s e f f i c a c y i n 5 0 mg / k g B W g r o u p we r e a l l t h e b e s t , t h e d a i l y g a i n i n c r e a s e d b y 2 2 . 9 %, 1 7 . 8 % a n d t h e r a t io o f m e a t t o f e e d s d e c r e a s e d b y 1 5 . 7 %, 3 . 5 %, r e s p e c t i v e l y Ke y w o r d s ; b a s ic r a t i o n ; c

13、y s t e a min e ; c a r c a s ss p e r f o r ma n c e ; b r o il e r s 中国兽医学报 2 0 0 6 年1 月 第2 6 卷 第1 期 C h i n .1 V e t S c i J a n . 2 0 0 6 V o l . 2 6 N o . l1 07 绿体中的类似物外， G r o E L蛋白是由应激反应诱导的。Tr iC 型存在于古细菌和真核细胞质中， 由双层相对分子质量 5 5 0 0 。 的8或9个亚荃形成圆环组成， 没有类似 G r o E S的辅 助因子， 可以直接与细胞骨架蛋白质如。 , P , 7 ,

14、 微管蛋白、 肌 动蛋白及角蛋白结合， 在应激情况下， 只有古细菌中的成员能 诱导产生T r i C蛋白0 1 1 . 2 热休克蛋白， 。家族该家族是一类相对分子质量约为 7 0 0 0 0 、 进化上高度保守的 A T P酶， 广泛存在于原核和真核 细胞中， 包括 E , c o t i 胞浆中的D n a K/ D n . J ， 高等生物内质网 中的 B ip , Hs p l , H s p 2 , Hs p 4或 Hs p 7 0 , 脑浆 中的 Hs p 7 0 , Hs p 6 8 和S s a l 4 p , 线粒体中的S s c I p , H s p 7 0等， 。 在细

15、胞应激 和非应激条件下， 它在蛋白质的从头折叠、 跨膜运输、 错误折 叠多肪的降解及蛋白质活性的调控过程中发挥着重要的作 用。在体内， H s p 7 。家族成员的主要功能是以 A T P酶的方式 结合未折叠多肤链的疏水区以稳定蛋白质的未折叠状态， 再 通过有控制的释放帮助其正确的折叠。 1 . 3 热休克蛋白， 0家族热休克蛋白9 0家族i sj其相对分 子质量为9 0 0 0 0 左右， 包括E . c o li脑桨中的Ht p G, 酵母胞浆 中的 Hs p 8 3 , 果蝇胞浆 中的 H s p 8 3 , 哺乳类细胞胞浆中的 Hs p 9 0和内质网中的葡萄糖调节蛋白( G R P

16、9 4 / E R P 9 0 ) 或内 质网素等 H s p 9 0主要与细胞中不稳定的非活化蛋白结合， 促 进其迅速活化或阻止其降解， 还可以与胞浆中的类固醇受体 结合， 以封闭其D NA结合域， 阻碍其对基因转录调控区的激 活作用. 使之保持在天然的非活性状态， 同时也使受体保持着 对激素配体的高亲和力 此外， Hs p 9 0还通过与Ra s信号途径 中许多信号分子的结合与解离， 介导这些分子的活性与非活 性形式之间的转化 除以L3类非常保守的蛋白家族外， 还有如T受体结合 蛋白、 核质素、 E. -I ， 的 S e c B和触发因子及P a p D, 噬菌体编 码的支架蛋白等。分子

17、伴侣不仅与胞内蛋白的折叠、 组装、 转 运、 定位或分泌密切相关， 而且还与信号传导中的信号分子的 活性状态与活性行为密切相关， 在细胞中发挥了重要的生理 作 用 。 2 分子伴侣与病毒增殖的关系 细胞内蛋白质的折叠是一个复杂、 易于出错的过程 病毒 是细胞内寄生物， 在其增殖过程中， 伴随着大量病毒蛋白的折 叠、 装配和定向分配等修饰过程， 尽管许多病毒蛋白具有复杂 的三级、 四级结构， 但是它们仍能在宿主细胞中迅速有效地折 叠、 装配成适合的构象。随着研究的不断深入， 人们发现分子 伴侣在病毒的不同生活周期中如病毒的感染、 病毒基因组的 复制、 基因的表达、 病毒糖蛋白的折叠与成熟、 病毒

18、粒子的装 配等过程中起着非常重要的作用。 许多真核、 原核宿主的病毒 可直接利用宿主细胞中的伴侣分子， 或借助宿主细胞编码病 毒的伴侣分子以及一些功能蛋白， 以完成病毒增殖的许多相 关 过 程 。 2 . 1 分子伴侣与病毒感染发生的关系病毒对细胞的感染 既需要病毒和细胞成分的共同参与， 如病毒表面的特异蛋白 和宿主细胞表面的特异性受体的相互作用， 也需要细胞和 ( 或) 病毒表面的一些非特异性的相关辅助因子的参与。 S p e t h 等17 ) 发现位于新分离的人单核细胞以及已经建立的单核细胞 系和T细胞系表面的Hs p ti O 样蛋白能与HI V的g p 4 1蛋白 结合， 这种结合可

19、以加速病毒的感染, S a g a r a等 e 7 发现在人类 的I型亲T淋巴细胞病毒诱导的合胞体形成中 Hs c 7 0 是病 毒感染的受体， 是鼠成纤维细胞系和人 T细胞系表面的病毒 感染的促进因子. He wis h等D ; 证实在轮状病毒进人细胞过程 中， 病毒表面的V P 4和VP 7 蛋白在细胞的分子伴侣的作用 下发生构象的变化， 这种构象的变化对病毒的感染是必需的。 G u e r r e r o等l0 鉴定出Hs c 7 0蛋白是轮状病毒的受体蛋白之 一， 针对此蛋白的杭体可阻断轮状病毒对细胞的感染， 功能崔 的轮状病毒受体是多个细胞表面分子包括Hs c 7 。组成的复 合体

20、。但是Hs c 7 0 并不是在此过程中发挥作用的唯一的分子 伴侣， 其他分子伴侣如 a 2 , . 4 , . . , 阳整合素蛋白以及未被发 现的分子伴侣参与了此过程。人的3型副粘病毒是通过空气 传播的病原， 主要感染人的肺上皮细胞( 从顶部的胞浆膜区 域) , B o s e等C , 发现在细胞表面表达的核仁素是 H P I V- 3进 人人肺上皮细胞 A5 4 9 细胞的必需的辅助因子， 针对核仁素 的单抗或用核仁素预处理 H P I V- 3可严重抑制病毒的复制 2 . 2 分子伴侣与病毒D NA复制的关系在病毒 D N A的复 制过程中， 除需要自身所编码蛋白质的参与外， 还要自身

21、编码 或依赖宿主细胞中如 H s p 7 0 ( Hs c 7 0 , Dn a K) , H . p 4 0 ( Dn a J ) , H s p 6 0 ( Gr o E L) , Hs p 9 0 ( H t p G, G r p ) , Hs p 1 0 0 ( CI P) 等分子伴 侣的参与。D n a K, Dn a j 就是 a噬菌体 D N A复制所必需的。 Z y l ic z 等r z , 通过一定的体外研究系统得到一模型， 在模型中， 由a噬菌体和大肠杆菌编码的蛋白组成了一个多组分的复制 前起始复合体， 该复合休在Dn u j的辅助下， 排列在a噬菌体 D N A 的复制

22、起始区。接着 D n a K与该复合体协作， 水解 A TP , 松弛多蛋白复合体， 蜗牛酶 B发挥作用使 D NA解旋， 从而使复制得以进行。 T抗原分子伴侣是一类大的、 多结构域、 多功能的蛋白 质， 在病毒浸染的早期表达， 可直接参与D NA的复制. 。多 瘤病毒家族的成员如多瘤病毒( p o ly ma v ir u s ) 和 S V4 0均能 编码T抗原分子伴侣。 T抗原含有一个1 功能域， 其主要功能 是结合 H s c 7 。 并激活其 A T P酶活性。T抗原的1功能域突 变， 将导致病毒 D N A复制的缺陷p U L i u等p a 研究证明， 乳头瘤病毒复制起始蛋白中的

23、蜗牛 酶E 1 结合到复制起始位点是由 细胞内的H s c 7 。 伴侣分子和 H s p 4 0所激发的。将上述这些分子伴侣与无细胞体系的乳头 瘤病毒复制系统孵育， 可提高整个系统的复制效率。N a n d a 等o fi 二 通过超转移和W e s t e r n - b l o t 分析证实线粒体内的乌头 酸酶和3个另外的蛋白线粒体HS P 7 0 ( mt H S P 7 0 ) , H S P 6 0 , H S P 4 0 蛋白与鼠肝炎病毒( MH V) R NA的3 ， 末端的 4 2 个核 昔酸特异性结合， 形成一个稳定的R NA 一 蛋白复合物。 共免疫 沉淀实验证实即使 M

24、H V R NA不存在， 这4个 MH V R NA 结合蛋白是联系在一起的， 因此这几个蛋白参与了MHV基 因组复制的起始. 2 . 3 分子伴侣在病毒转录中的作用同病毒 D N A复制一 样， 某些病毒在转录过程中也需要分子伴侣的参与。S V4 0该 方面的研究较多， 也研究得较为清楚. S V4 0 的大T抗原与细 胞内的转录抑制复合体p R B - E2 F结合并介导其松弛， 使宿主 细胞的转录得以顺利进行。 转录因子E 2 F能反式激活许多进 人细胞周期 S期所需的基因， 从而启动转录; 但当 E 2 F与 p R B ( 或相 关蛋白p 1 3 。 或p 1 0 7 ) 结合形成后

25、， 其启动 转录的功 能受到阻遏， 使得转录无法进行因此大T抗原是衰减p R B 对E2 F的阻遏作用而使细胞转型所必需的分子伴侣1 1 o S o l G v a n等( W认为， 大 T抗原功能的发挥是在另一个分子伴侣 H s p 7 0的辅助下完成的 ， E 2 F从p R B或相关蛋白的解离是受 1 0 9中国兽医学报 2 0 0 6 年1 月 第2 6 卷 第1 期 h i n J V e t S c i J a n . 2 0 0 6 V o l, 2 6 N o . 1 到Hs p 7 0 介导的A T P水解作用促进的 麻疹病毒( MV ) 和犬瘟热病毒( C DV) 是负链R

26、 NA病毒， 病毒 R N A聚合酶以核糖核蛋白R NP ( 山核衣壳蛋白对病毒 基因组的包裹形成) 为模板， 启动 RN A的转录， O g l e s b e e 等一 弓,. j 发现热休克蛋白HS P 7 2以依赖AT P的方式通过与 MV和C D V的RN P的可逆性结合 提高了病毒 R NA的转 录水平。传染性软优是一种 D N A痘病毒， 其基因编码的 MC0 1 3 1与 D n a J具有高度同源性， 因而可能具有 D n a J 样蛋 自的功能o C h e n等 zi 利用体外结 合和报告试验， 发 现 MC 0 1 3 1与糖皮质激素和维生素D的报告基因相互作用而 调控

27、该病毒的转录活动.流感病毒进行初始转录时至少需要 由病毒的P B 2 , P B I , P A和NP蛋白组成的核糖核蛋白复合体 ( v RN P ) ， 但是从病毒中分离的 v R N P复合物并不能催化转 录反应， 流感病毒基因组的转录和复制依赖于宿主来源的分 子。 Mo mo s e F等 2 2 应用体外R NA合成系统， 纯化和鉴定出 做为刺激流感病毒 R NA聚合酶活性的宿主因子之一的 1 1 s p 9 0 , H s p 9 0 通 过 其 氨基 端 的 分子 伴 侣 区 域和 高 酸 性 的中 P 7 1 区域与v R NP复合物的 P B 2结合， 使 v R NP显现RN

28、 A聚 合酶活性， 并且Hs p 9 0的高酸性中间区域还具有加强 v R NP 的 R N A聚合酶活性的作用。K a u s t u b h a等 2 1 通过免疫亲和 柱层析， 从水疙性口炎病毒感染的乳苍鼠肾细胞中纯化了 2 个R NA聚合酶复合物: 转录酶和复制酶。 发现转录酶是多蛋 白复合物， 包含病毒编码的RN A聚合酶 1和P, 2个细胞蛋 白一 转录延长因子 1和分子伴侣 H S P 6 0 ， 以及细胞.R NA鸟 昔酞转移酶而复制酶仅仅包含NP , P和1， 可见分子伴侣在 病毒的转录中是必不可少的。 2 . 4 分子伴侣在病毒翻译中的调节作用除了利用分子伴 侣调节病毒基因

29、转录外， 一些病毒也利用分子伴侣来调节翻 译。蛋白激酶( P K R) 是干扰素诱导的细胞防病毒感染的机制 的一部分， 它通过对蛋白质合成的起始因子 e I F - 2的磷酸化 而停止蛋白质的合成。 流感病毒的感染可导致一种细胞蛋自- P 5 8 ( I P K) 的产生， P 5 8 作为辅助分子伴侣， 与 li s P / H s c 7 。和 h ., P 4 0等在内的多种分子伴侣组成复合体 通效对P K R蛋白 的折叠而抑制其活性 11。Kim等C z , 发现， 在热应激条件下， H S P蛋白促进了脑心肌炎病毒和C型肝炎病毒的蛋白质的 翻译， 这种机制对病毒在应激条件下的生存和繁

30、殖是非常关 键的， 但是这种机制对脊髓灰质炎病毒是无效的. C型肝炎病毒的膜蛋白F . 2 蛋白是一个内质网结合蛋白， 与 P KR和其作用底物转录起始因子 2 ( e I F 2 ) 有一段同源性 很高的区域( P e P HD) ， 因此 E 2可以作为P K R的底物或假底 物 抑制P K R对正常细胞翻译起始因子的抑制作用。P a v i. 等i 一 发现， P KR样的存在于E R内的激酶P E K R也与E 2结 合. 并受到E 2蛋白的抑制， 病毒可通过克服细胞的 E R应激 反应而提高持续性感染的能力。 H C V的N S 5 A蛋白能抑制细胞干扰素诱导的蛋白 激酶 R( P

31、K R) ,痘苗病毒的E 3 1蛋白是P K R的强有力的抑制剂， E 3 1缺陷的痘苗病毒( VVLE 3 L ) 感染I F N处理过的H O. S 3 细胞后， 将导致P K R和e I F 2 . 的磷酸化水平的升高, H 。 等沙 二 将痘苗病毒的E 3 1位点替代为HC V的N , 5 A基因后组建重 组痘病庵 并感染 I F N处理过的 H e . S 3细胞后， 将导致 P K R和 e 工 F 2 。的磷酸化水平的下降。作者也观察到将 VV AE 3 I感染 I F N处理的细胞后， 导致P 3 8有丝分裂原激活的 蛋白激酶活性和C a p 一 依赖的翻译起始因子 4 E (

32、 c I F 4 E ) 的磷 酸化水平的上升， 但当细胞感染 V VNS 5 A后， 这种效果在下 降。 因此， NS 5 A除抑制P K R外， 还抑制p 3 8 - c I F 4 E蛋白翻译 途径， HC V在感染的早期和晚期都有特定的机制维持病毒 .R NA的翻译 2 . 5 分子伴侣在病毒粒子装配中的作用HB V的组装需要 先以其 R N A为模板生成核蛋白复合体( R NP )包括病毒聚 合酶和一段前基因组RN A片段e p s i l o n . H u等少二 的研究表 明， 鸭的I I B V的R NP的形成与细胞因子H s p 9 0 , p 2 3 等的参 与有关。纯化的

33、细胞因子与病毒的反转录酶在体外能构建出 有活性的R NP复合物. Hu等 2 v- 也证实H B V的R NP的合成 需要宿主细胞的一些成分参与， 包括H , p 9 0 , p 2 3 等。 宿主细胞编码的 HP 6 8蛋 白是一种Rn a s c I抑制剂、 C o n c e p t i o n 等 a 7 通过在哺乳动物细胞中的显性失活和在无 细胞系统中的缺失以及电镜观察， 发现 H P 6 8选择性地结合 人类免疫缺陷病毒的3 种糖蛋白G a g , G a g - P o l 和V if ， 协助 它们完成病毒粒子的装配同时. 因发现Hs c 7 0包被于该病 毒粒子中， 而认为H

34、s c 7 。也可能在HI V粒子的组装中发挥着 重 要 作 用 大肠杆菌编码的Gr o E S a n d Gr o E l是a 噬菌体和T 4噬 菌体的 许多蛋白质的正确折叠的分子伴f 影但是T 4 噬菌体 和 p R B 4 9噬菌体也能分别编码它们自己的 G r o F S同系物 G p 3 1 和C o c o。 虽然这2个蛋白在氨基酸水平上与GroE S仅 具微弱的同蔬性( G p 别 仅 1 4 %的同源性) ， 但结构和功能研 究显, - F, , ( ; p 3 l 及 C -O能代替Gr o E S ， 作为 G r o E l的辅伴侣 分子促进魄菌体的某些蛋白质如衣壳蛋白

35、的组装fm l 。 但这些 病毒为何编码其白身的 3 r o E S同系物， 目前仍不十分清楚 可能是 ; p 3 1 和 C o c o能在噬菌体的主要衣壳蛋白 r p 2 3的 正确折叠中帮助 G r o E L， 而宿主细胞编码的G r o E S却不能完 成 此 功 能 az 烟草花叶病毒( 1 : M V) 的正确装配需要分 子伴侣的参与， H w a n g等r a 研究表明， 细胞中的G r p F 和G r o E L / G r o E S 复 合物促进了TMV的膜蛋白( C 工 ) 蛋白正确折叠和组装进病 毒的核衣壳蛋白中。在 G r p E突变菌株中， 可溶性 C P的数

36、量 以及组装好的 T MV样病毒粒子的产量比对照组低。共表达 G r o EL和 G r o E S导致可溶性 1 : MA C P上升 2倍， 组装好的 T MV样病毒粒子上升 4 倍。多瘤病毒的膜蛋白VP l 蛋白在 添加钙粒子的情况下， 在体外能自我组装进多形性的衣壳样 结构， 但多瘤病毒在体内是受到严格调控的， 以便具有相同大 小的病毒粒子仅仅在细胞核中形成。 C h r o my 等1; 试验表明， h s c 7 0 蛋自 在调节多瘤病毒衣壳蛋白的组装中发挥作用， 在 病毒感染过程中， H-70蛋白在翻译后紧密结合 VP 1 . 并与 V P l一起定位于核内。 在大肠杆菌中表达的

37、VP l 能与原核的 H s p 7 。分子伴侣 D n a K一起被纯化出来. D n a K 与VP l 的稳 定结合在体外能抑制钙粒子诱导的组装。 在A TP存在的情况 下， 由Dn a K. D n a J和 G r p E组成的 H, p 7 0 系统在没有钙的 情况下能进行 VP 1 的组装.在猿猴病毒4 0的大r抗原的J 功能域的辅助下， 分 子伴侣诱导的组装同样被真核细胞的 h s c 7 0蛋白所催化， 因此应用原核或真核 h s p 7 。 系统， 多瘤病 毒的衣壳蛋自的组装可以高保真性地重新起始， 揭示了细胞 因子在调节细胞内病毒组装中的作用 2 . 6 分子伴侣在病毒粒

38、子转运和传播中的关系甜菜黄化 病毒( BY V ) 编码的p 6 5蛋白是一个病毒移动蛋白( MP )对 B Y V的有效传播是很重要的， 也是Hs p 7 。样的细胞分子伴侣 类似物。 Ag r a n o v s k y等Fs s 7 通过异源互补试验， 将B Y V的p 6 5 基囚克隆进 1个含有 3 .5 S启动子质粒中， 并与含有报告基因 中国兽 医学报2 0 0 年I 月 第2 6 卷 第I 期 C h i n J V e t S e t J a n . 2 0 0 6 V o l . 2 6 N 0 .1 0 9 G US基因的转移缺陷型马铃薯X病毒突变株一起显微注射 入烟草植

39、物中， 表达GU S报告基因的细胞数显著上升， 说明 质粒瞬间表达的p 6 5蛋白显著增强 了突变株在细胞中移动 将B Y V的p 6 5基因插人到大麦病毒的基因组中以代替其 MI 基因， 转染植物后出现了无症状的感染， 表明B YV的p 6 5 能代替马铃薯X病毒或大麦病毒的MP蛋白， 在植物线形病 毒的移动和传播中发挥作用 将病毒基因组组装进病毒粒子中是植物病毒生活周期中 的一个关键步骤 决定病毒是在植物内移动还是水平传播到 其他的植物中。线形病毒的组装是通过1个主要的膜蛋白和 1 个相关的小膜蛋自完成的。线形病毒是唯一编码细胞分子 伴倡类似物H S P 7 0 h的病毒家族 S a t

40、y a n a r a y a n a等 I I 发现 H S P 7 0 h , p 6 1和2个膜蛋白对柑橘速衰病毒C CT V) 的有效组 装是必需的， 膜蛋白的缺失可导致病毒粒子变小， 不能在原生 质体中连续传代， H S P 7 0 h和或p 6 1 的缺失或突变可显著降 低病毒的传代次数和完整的病毒粒子的形成率， 影响病毒在 细胞内的运动 病毒在植物细胞内的传播方式包括通过细胞间局部运动 和通过脉管的长距离运输甜菜黄化病毒( B YV) 在细胞之间 的局部移动是通过Hs p 7 。的类似物( H a p 7 0 h ) 介导的. 应用酵 母双杂交系统， 体外的共免疫沉淀实验和植物共

41、表达实验， P r o k h n e v s k y 等t ar 发现， H s p 7 0 h与B Y V的另外一个蛋白 p 2 0 蛋白 相互作用， p 2 0 对病毒的组装和病毒在细胞之间的局 部移动无关， 但是对病毒的长距离运输是必要的 B型肝炎病毒的大 I蛋白在内质网内运用一个新的折叠 途径而获得一个双重跨膜结构.这个过程涉及与翻译同步的 膜整合作用和紧接着的翻译后的转位作用， 将前S亚区转到 内质网中， L a mb e r t 等铆 证实L蛋白形态和功能上的多样性 依赖于分子伴侣的作用 运用共免疫沉淀技术， 观察到在哺乳 动物细胞中1 , 蛋白和胞液中的 H s c 7 0 .

42、 Hs p A O以及内质网内 存在的B i p的相互作用.当前 S亚区的转位作用被人为的转 变为共翻译模式时. 【和H a c 7 0形成的复合物将解体， 意味着 Hs e 7 0可以作为前S折叠的催化剂， 控制部分前 S翻译后的 转位作用。过量表达Hs c 7 0刺激分子 Hip导致被包裹在内质 网的胞液面的前S区的增加， 而负调节因子 B a g - I 具有相反 的作用， 表明分子伴侣为蛋白质的转位调节提供了一种产生 结构和功能多样性的方式。也为哺乳动物细胞的内质网在处 理共翻译和翻译后底物的转位机制的动态本质提供了启示 染后可以被重新激活.该结果也表明h . p 7 0可以作为佐剂和

43、 D NA载体， 将 C 丁 L表位提供给抗原提呈细胞。K u ma r a g u r u 等 N o 将H S P 7 0 与单纯 疮疹病毒( H S V ) 的优 势免 疫多肚 S S I E F A R L偶联在一起 免疫C 5 7 B L邝 鼠后， 能诱导 C D S T 细胞反应虽然诱导的免疫反应的持续时间比Vv g B和HS V 低， 而且免疫记忆反应也低。但是免疫后一段时间内对HS V 的攻击能提供较高的保护 此外， 现在也有人用一些小分子阻 遏物作用于病毒特有的分子伴侣而达到病毒病的防治的目 的， 现在已有几种针对病毒特异的分子伴侣的小分子化学阻 遏剂被分离 a t 因此分子

44、伴侣在病毒病防治上有较大的应用 前 景 。 3 结论与展望 关于分子伴侣与病毒之间的相互作用， 尚有很多问题没 有研究清楚， 特别是病毒是如何利用细胞中分子伴侣的机制 等问题 病毒为何要广泛利用分子伴侣机制? 其原因之一可能 是有些病毒在进化选择压力下为保持其基因组足够小 需要 利用伴侣分子帮助其完成复杂的功能。 分子伴侣疫苗已经在肿瘤免疫和治疗的基础研究方面取 得了很大的进展 分子伴侣一 抗原肤复合体瘤苗已经被广泛用 于小鼠肝癌、 肺癌、 黑色素瘤等的免疫治疗研究， 具有较强的 治疗和预防作用。 开展病毒与分子伴侣的相互关系的深人研究可能为病毒 病的防控提供新的途径 C i u p i t

45、u 等3 将L C M V的C T I表位 与H S P 7 0混合免疫小鼠， 诱导 r有效的抗病毒免疫和产生多 肚特异性C T I 。 反应。用 I . C MV攻击后， 攻毒组的病毒滴度 比对照组低 1 0 - - 1 0 0倍 诱导的C TI ， 记忆细胞在L C M V感 参 考 文 献 : l H a r d F U Ma r n J . Mo l e c u l a r c h a p e r o n e s r . c e l l u l a r p r o te in fo ld in g J . C u r , O p in io n S t , u c t u r a l

46、R io , 1 9 9 5 . 5 : 9 2 - 1 0 2 . 2 H a r t F U. Mo le c u la r c h a p e r o n e s in c e l lu l a r p r o tein f o ld in g 仁 J . Na t o r e , 1 9 9 6 , 3 8 1 ( 6 5 8 3 ) : 5 7 1 - 5 8 0 仁 3 3 Hw mm in g s a n S M, Wo o l g o t d C . Vie . S M . e 1 a l . H o m o l o g o u s p la n t a n d b a c t

47、 e r ia l p r o t e i n , c h a p e r o n e o li g o m e r ic p r o t e in a s - s e m h l y J . N a t u re , 1 9 8 8 . 3 3 3 ( 6 1 7 1) : 3 3 0 - 3 3 4 . 4 L i. n g P . Ma e R s c T H. Mo l e c u l a r c h a p e r o n e s a n d t h e c y - t o s k e l e t o n J . C e ll S i , 1 9 9 7 , 1 1 0 ( 1 3

48、) : 1 4 3 1 - 14 4 0 5 O h t . u k a K, H a ta M. Mo l e c u l a r c h a p e r o n e f u n c t io n o f mo m m a l t. . H s p 7 0 a n d H . p 4 0 J . I n t H y p e t t h e r m i a , 1 9 9 8 , 1 2 3 ( 3 ) : 3 2 6 - 3 3 1 6 C s t s u k s P , S c h n a id e r T . S o t i C . T h e 9 0 - k D a m o l e c

49、 u la r c h a p , , - o n e fa m il y : s t r u c t u r e . f u n c t io n a n d c li n i c a l a p p l ic a t io n , 人- p r e h e n s v e r e v ie w J . P h a r ma c o l T h e r a p , 1 9 9 8 . 7 9 ( 2 ) : 1 2 9 - 16 8. 7 S p e t h C . P r a h a a a k z Z . M a ir M, e x a l . A 6 0 k D h e a t -c h o c k p ro - re i n - li k e m o le c u le in t e r a c t s w it h t h e H I V t ra n s m e mb r a n e g ly