沙眼衣原体和蟹呼肠孤病毒的三维结构研究

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1、中山大学硕士学位论文沙眼衣原体和蟹呼肠孤病毒的三维结构研究姓名：黄曾慰申请学位级别：硕士专业：生物物理学指导教师：张勤奋20100605沙眼衣原体和蟹呼肠孤病毒的三维结构研究专业：生物物理学硕士生：黄曾慰指导教师：张勤奋副教授摘要本论文运用两种生物电子显微学方法：电子断层成像和冷冻电镜三维重构技术分别对衣原体和蟹呼肠孤病毒两种病原体进行了三维结构研究。沙眼衣原体(Ghlazydiatrachomatds)是衣原体属中的一个种，其中亚种A、B、C血清型造成沙眼，是感染性致盲的首要病因；D至K血清型引起的泌尿生殖道感染导致性疾病，为性传播疾病的主要病原体之一。运用冷冻电子断层成像获得了衣原体

2、始体和原体的冷冻含水的结构，发现了始体向原体转化时外膜明显增厚，提出了始体转变为原体过程中衣原体外被厚度变化的分子模型；同时运用常温电子断层成像结合半薄切片，研究了沙眼衣原体的发育周期，发现了发育的各阶段可能通过分泌囊泡的方式来实现膜和体积的动态变化；发现了衣原体存在一种有别于传统二分裂的增殖模式，我们认为这是对传统二分裂模式的一种补充。该部分的研究对有关衣原体生命周期中不同形态结构和功能阶段的膜和内部结构变化做出了新的探讨，得到的结构信息对基础研究和临床治疗都具有一定意义。锯缘青蟹是我国重要的海水养殖品种，目前在东南沿海地区有广泛养殖。研究表明锯缘青蟹呼肠孤病毒(mudcrabreov

3、irus，MCRV)是导致蟹的“嗜睡病”的主要原因，可造成严重的经济损失。运用冷冻电镜单颗粒三维重构方法得到了～株分离自锯缘青蟹的呼肠孤病毒13．8A分辨率的三维结构。分析表明该病毒外层衣壳由260个蛋白三聚体，共780个蛋白单体组成，以完整的T=13形式排布，在五次轴位置没有凹陷缺失。初步判断内层衣壳由排布为T=I的120个蛋白组成，其上不具有turret结构。外层衣壳三聚体与内层衣壳亚基通过非等同并具有特征性的复杂交错作用方式增强结构的稳定性。MCRV与水生呼肠孤病毒属的其它成员在外层衣壳排布以及turret结构上不同，表明亲缘关系较远。结构的差异提示了MCRV很可能是呼肠孤病毒科内

4、的一个新属。关键词：电子断层成像；冷冻电镜；沙眼衣原体；呼肠孤病毒ⅡStudiesonThree．．DimensionalStructureofChlamydiatrachomatisandMudCrabReovirusMajor：BiophysicsName：HuangZengweiSupervisor：ZhangQinfen，AssociateProfessorAbstractElectronTomographyandCryo-ElectronMicroscopyhavebeencarriedouttoexplorethethree-dimensionalstructureofChl

5、amydiatrachomatisandmudcrabReovirus，respectively．BacteriaofthegenusChlamydiaareobligateintracellularorganismsthatcomprisethreespeciesincludingChlamydiatrachomatis，ChlamydiapneumoniaeandChlaraydiapsittaci．Asasignificantpathogen,Chlamydiatrachomatis(Ct)causesgenitalandocularinfectionswhichresultins

6、exuallytransmitteddiseaseworldwideandblindingtrachomaindevelopingcountries．Cry0-electrontomography(Cryo—Ea3asapowerfultoolhasbeenusedtovisualizethefrozen·hydratedsamplesofChlamydiatrachomatis．Ct’Sultra—structuraldetails，basicprofileandintracellularmassdensitydistributionarerevealedataclosetonativ

7、estatemoreunambiguously．ThismethodalsoenabledUStodeterminethatthethicknessoftheoutermembraneoftheelementarybodiesisnearlytwiceofthatofthereticulatebodies．Ourobservationsgiveacluetothemechanismofoutermembranechanges．Mea