杆状病毒细胞凋亡抑制蛋白

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1、●小综述文章编号：1000-1336(2008)04·0415—03《生命的化学》2008年28卷4期CHEMISTRYOFLIFE2008，28(4)·415·杆状病毒细胞凋亡抑制蛋白郑元木杨俊于威(浙江理工大学生命科学学院，杭州310018)摘要：杆状病毒是一类数量庞大且相异的DNA病毒。这些病毒通过许多复杂的机制操纵昆虫细胞，其中之一就是调节宿主细胞的凋亡。杆状病毒凋亡抑制蛋白(inhibitorofapoptosisprotein，IAP)在调节宿主细胞凋亡的过程中发挥十分重要的作用，许多杆状病毒基因组中都含有IAP基因。本文介绍了杆状病毒IAP基因的生物学特

2、征及最近发现的几种抗宿主细胞凋亡的作用机制。关键词：杆状病毒；IAP基因；细胞凋亡中图分类号：Q51细胞凋亡是昆虫细胞针对杆状病毒侵染所采取的一种防御机制。为了打破宿主的这种防御体系，使其获得最大的生长优势，以利于其生存与繁殖，杆状病毒基因组编码抗细胞凋亡蛋白，其中包括p35和凋亡抑制蛋白(inhibitorofapoptosisprotein，lAP)。杆状病毒IAP通过另一种完全不同于p35的机制抑制细胞凋亡。Crook等Ⅲ于1993年发现杆状病毒IAP基因，他们把P35缺陷型苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(AcMNPV)的DNA与其他杆状病毒DNA共转染Sf9细胞中

3、进行功能互补实验时发现的。最早被发现杆状病毒IAP的是苹果蠹蛾颗粒体病毒(CpGV)，接着是苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒，黄杉毒蛾多角体病毒(OpMNPV)等其他杆状病毒。最近被发现的有茶刺蛾核型多角体病毒(IrfaNPV)、茶小卷叶蛾颗粒体病毒(AdorGV)、豆天蛾核型多角体病毒(AgMNPV)[21、柞蚕核型多角体病毒(AnpeMNPV)等B1。IAP家族广泛存在于病毒、昆虫、哺乳动物，对多种因素引起的细胞凋亡具有良好的抑制作用。收稿日期：2008-05·07作者简介：郑元木(1986一)，男，本科生，E-mail：zhengyuanmu@126．tom；杨俊(1

4、987-)，男，本科生，E-mail：yahgJun5818@126．corn；于威(1971-)，女，博士，剐教授，联系作者，E-mail：yuwei@zstu．edu．Cll1．杆状病毒／AP基因的生物学特征1．1杆状病毒／AP基因根据氨基酸序列的同源性，杆状病毒IAP可分为IAPl一IAP5【41。有些病毒基因组中不只含有一个IAP基因，如AnpeMNPVt31等有两个lAP基因；AdorGV、美国白蛾核型多角体病毒(HycuNPV)、CpGV等M’有三个lAP基因。但是许多实验表明，并不是所有的IAP成员都是有抑制凋亡的功能，往往只有其中的一个能够抑制凋亡。I

5、keda掣41实验表明，HycuNPV有三个IAP在Sf9细胞中表达，只有Hycu-IAP3具有抑制凋亡作用，RNA干扰沉默Hycu—IAP3后，病毒感染引起细胞凋亡。有些杆状病毒能编码两类凋亡抑制蛋白，并且都具有抑制凋亡功能。存在放线菌素D情况下，使Sf9细胞分别表达粘虫多角体病毒(LsMNPV)Ls—IAP3和Ls．P49，DNA检测显示Ls—IAP3和Ls-P49都能抑制放线菌素D的凋亡作用。用p35缺失型AcMNPV感染Sf9细胞，Ls—IAP3和Ls—P49抑制细胞凋亡【61。1．2杆状病毒IAP的结构杆状病毒IAP的N．端有1-3个杆状病毒IAP重复序列(

6、baculoviralIAPrepeat，BIR)，多数种类IAP的C-端有一个RING结构。BIR是一种锌指折叠结构，是IAP家族特征基序。BIR参与胱天蛋白酶作用，是IAP拮抗剂的结合部位。每个BIR约有70个氨基酸残基，包括3个保守的半胱氨酸残基和1个保守的组氨酸残基构成的基元序列(即CysX2Cys和CysX6His)。此外，一个高·416·《生命的化学》2008年28卷4期CHEMISTRYOFLIFE2008，28(4)度保守的精氨酸对BIR的正确折叠具有非常重要的作用，将BIR结构域分别从Op-IAP和DIAPl中分离出来研究，用丙氨酸或赖氨酸替换精氨酸

7、后，BIR不能结合Hid、Smac，尽管在结构域中它们的结合位点存在于精氨酸相对的位置。突变后的BIR有较弱的锌结合能力，但对水解酶敏感，圆二色谱示数改变。通过对已知的BIR结构分析显示，精氨酸一侧的肽链均形成氢键桥联作用和阳离子-派作用(cation—piinteraction)，而精氨酸胍基的存在对于形成阳离子一派作用正合适。这些相互作用可能对所有lAP的BIR侧翼折叠稳定很关键【7】。RING结构位于C．端，具有C3HC4基元结构，可结合两个锌离子。RING结构可作为泛素连接酶，参与蛋白质降解。1．3IAP的结合位点IAP拮抗剂如Smac等可通