H5亞型流感病毒血凝素與宿主范圍局限性相關(guān)功能區(qū)識別與分析.pdf

1、目前，禽流感病毒突破種屬間屏障感染人的分子機(jī)制還不十分清楚，對病毒受體結(jié)合特性仍未達(dá)成共識。因此，明確H5N1亞型禽流感病毒同哺乳動物細(xì)胞表面受體，特別是與人呼吸道上皮細(xì)胞受體結(jié)合的局限性，以及可感染人的H5N1亞型流感病毒同禽源病毒在氨基酸序列和受體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)構(gòu)存在的差異，對認(rèn)識H5N1亞型禽流感病毒突破種間屏障感染人類的分子機(jī)制具有重要意義。 我們將來自NCBI流感病毒數(shù)據(jù)庫的H3和H5亞型血凝素氨基酸序列，依據(jù)亞型和宿主來

2、源不同采集6個序列集：Set1、Set2、Set3、Set4、Set5和Set6。使用ClustalX1.83和Enffopy 2.5軟件，通過多序列比對、熵值計(jì)算、聚類分析等方法，構(gòu)建了各序列集的優(yōu)勢序列模型。以晶體結(jié)構(gòu)1MQM和1JSN為模板，基于DS2.0(Discovery Studio 2.0)軟件的Modeller9 V2模塊逐一構(gòu)建優(yōu)勢序列的三維結(jié)構(gòu)，定義與配體距離6.5A的氨基酸構(gòu)成受體結(jié)合位點(diǎn)。分析結(jié)果確定了H3亞型由

3、98、133、134等24個位點(diǎn)構(gòu)成：H5亞型受體結(jié)合位點(diǎn)由9l、129、130等27個位點(diǎn)構(gòu)成。 這些氨基酸殘基中，H3亞型的98、134、136、153、154和185非常保守，H5亞型的149、180和191非常保守，表明這些位點(diǎn)在病毒識別受體的結(jié)合過程中是非關(guān)鍵性的。H3亞型人和禽分離株熵值比對結(jié)果133、135、137、138、145、155、186、190、222、225、226和227差別明顯，H5亞型人源和禽源病

4、毒的129、141、183和218位點(diǎn)熵值差異明顯。受體結(jié)合位點(diǎn)這些熵值差異顯著的位點(diǎn)可能決定了宿主特異性。分析結(jié)果表明H3和H5亞型具有不同的受體結(jié)合特性。 利用DS2.0的Zdock模塊將受體唾液酸分子對接到HA三維模型受體結(jié)合位點(diǎn)，用Rdoek模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。利用DS 2.0進(jìn)行HA與配體唾液酸分子復(fù)合物的動力學(xué)模擬。根據(jù)受體結(jié)合位點(diǎn)氨基酸殘基在與受體結(jié)合時的貢獻(xiàn)不同，定義了促結(jié)合氨基酸和阻遏氨基酸。如：Lys、Arg、

5、Ser、Asn、Ala、Gin、Ile、Thr、Tyr等氨基酸的結(jié)合能較低，對HA和唾液酸結(jié)合起明顯的促進(jìn)作用：186位點(diǎn)的Glu對復(fù)合物的穩(wěn)定起到阻遏作用。 當(dāng)H5亞型病毒受體結(jié)合位點(diǎn)，尤其是關(guān)鍵作用位點(diǎn)131、149、181、182、186、190、221、224的一個或多個氨基酸殘基朝向Lys、Arg、Ser、Asn、Ala、Gin、Ile、Thr、Tyr等促結(jié)合氨基酸突變時；尤其是這些位點(diǎn)突變?yōu)門yr、Arg、Asn、L