C端不同長(zhǎng)度的乙肝病毒核心顆粒的結(jié)構(gòu)分析與比較.pdf

1、乙肝病毒(Hepatitis B virus，HBV)屬嗜肝DNA病毒科(Hepadnaviridae)，正嗜肝DNA病毒屬(Hepadnavirus)，是一種對(duì)人類(lèi)健康危害極大的肝炎病毒。
　　 雖然目前已有乙肝預(yù)防疫苗，但是疫苗對(duì)人體差異性的應(yīng)對(duì)率較低，而且至今缺乏有效的乙肝治療藥物，本文嘗試從乙肝核心抗原(Hepatitis B core antigen,HBcAg)顆粒的三維結(jié)構(gòu)出發(fā)，探討乙肝病毒的核酸包裹機(jī)制，為防治乙

2、肝疾病提供新的依據(jù)。
　　 目前冷凍電鏡三維重構(gòu)技術(shù)(Cryo-electron microscopy3D reconstructiontechnique)已成為病毒結(jié)構(gòu)與功能研究的重要手段，本文采用該技術(shù)對(duì)3'端具有不同長(zhǎng)度的HBcAg基因所表達(dá)出的HBcAg顆粒結(jié)構(gòu)(C端氨基酸長(zhǎng)度不同)進(jìn)行了重構(gòu)、分析和比較，得到如下結(jié)果：
　　 1.通過(guò)將各組HBcAg顆粒的冷凍電鏡三維結(jié)構(gòu)與HBcAg蛋白(residue1-14

3、9)的X射線(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行擬合比較后可以發(fā)現(xiàn)：各組HBcAg顆粒的衣殼結(jié)構(gòu)都基本一致，主要不同在于衣殼內(nèi)部的核酸容量。這是因?yàn)榈鞍卓蚣艿膭傂越Y(jié)構(gòu)主要由HBcAg蛋白的N端氨基酸，residue1-140區(qū)段提供，該區(qū)段是組裝出HBcAg顆粒的必要氨基酸數(shù)，雖然各組HBcAg顆粒在residue140之后的氨基酸長(zhǎng)度不同，但并不影響它們衣殼結(jié)構(gòu)的相似性。
　　 2.HBcAg蛋白的C端氨基酸，residue149-183由于富含精氨

4、酸，主要用于結(jié)合核酸--RNA，而且RNA的結(jié)合量跟C端氨基酸的長(zhǎng)度即精氨酸的數(shù)量成正比，因?yàn)榫彼嵩蕉啵瑒t能提供更多的正電荷和核酸結(jié)合。另外由于表達(dá)的HBcAg顆粒缺乏病毒的RDDP,DDDP,RNase H等核酸復(fù)制相關(guān)酶，以致衣殼內(nèi)部的核酸只能停留在RNA階段，無(wú)法轉(zhuǎn)錄成dsDNA，即HBV的最終基因組核酸形式。
　　 3.在N端和C端中間的這一段，residue141-148，盡管缺乏結(jié)構(gòu)信息，但從我們?nèi)S結(jié)構(gòu)的核酸分布

5、位置(靠近衣殼的內(nèi)壁，顆粒突起的下方)來(lái)看，可能主要起連接作用，即把核酸結(jié)合區(qū)牽引于HBcAg顆粒的衣殼內(nèi)壁附近。
　　 4.HBcAg蛋白residue142/143之后的氨基酸片斷柔性很高，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)解析方法都無(wú)法獲得穩(wěn)定的信號(hào)，以致其后的氨基酸片斷都缺失了，無(wú)論是X射線(xiàn)晶體衍射，還是我們的冷凍電鏡三維重構(gòu)結(jié)果都印證了這一點(diǎn)。但從HBcAg-164minus、HBcAg-167minus和HBcAg-183minus三組顆粒

6、的核酸分布位置來(lái)推測(cè)，C端氨基酸應(yīng)該纏繞分布于衣殼的內(nèi)部附近，而不是完全散亂、平均分布于整個(gè)顆粒內(nèi)部，這應(yīng)該和HBcAg蛋白C端氨基酸向內(nèi)伸入的位置有關(guān)。而且當(dāng)顯示閾值被調(diào)低后，可觀(guān)察到HBcAg蛋白基部新出現(xiàn)的電子密度開(kāi)始與核酸區(qū)域連接，將HBcAg蛋白(residue1-149)的晶體結(jié)構(gòu)擬合進(jìn)冷凍電鏡電子密度中，發(fā)現(xiàn)亞基B和C的loop結(jié)構(gòu)開(kāi)始插入新出現(xiàn)的電子密度中，方向直指黃色的核酸區(qū)。
　　 5.添加核酸酶后，HBcA