流感病毒的跨种间传播血凝素蛋白的受体结合特性及其结构基础

《流感病毒的跨种间传播血凝素蛋白的受体结合特性及其结构基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、密级中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文速盛瘟壹的匿弛间佳搔；查猛塞蛋自的曼佳绫金挂丝瑟甚结翅基趟作者姓名：韭苣摆导教师：直揖班宜虽生国整堂睦微生物班塞压学位类别：堡堂煎±学科专业：生物也堂皇盆王生塑堂研究所：生垦抖堂瞳鳢生物班窟压2013年5月IIlllIJlllllUIIlllllIll[IIJY2382351ByWeiZhangDirectedbyProEGeorgeF．GaoADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAca

2、demyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofPhilosophyInstituteofMicrobiologyChineseAcademyofSciencesMay,2013学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何其他个人或集体己经发表或未发表的成果、数据或撰写过的科研成果，也不包含为获得任何教育机构的学位或证书己使用过的材料。对本论文所

3、涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。申请学位的论文与资料若有不实之处，本人愿承担一切责任。学位论文作者签名：刃}3张藕年j月引日学位论文使用授权声明本人完全了解中国科学院大学及微生物研究所关于提交、保存和使用学位论文的规定。同意研究所保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸制版和电子版，允许论文被查阅和借阅；论文保存单位及借阅人有义务保护论文作者及单位的知识产权。本论文的成果归中国科学院微生物研究所所有；本人离所后发表、使用本学位论文或与本论文直接相关的学术成果时，第一署名单位仍然为中国科学院微生物研究所。(保密

4、论文在解密后遵守此规定)作者签名：徽趋导师签名：日期：劢，3年，月3／曰日期：20f3年岁月3f日中文摘要摘要流感是由流感病毒引起的、流行于人群和多种动物中的急性、高度传染性疾病。四次大流感的暴发和每年季节性流感的传播严重威胁着人类健康并造成重大经济损失，不时突现的高致病性禽流感时刻警示人类新一轮大流感暴发的潜在可能。血凝素(hemagglutinin，HA)是流感病毒表面参与受体结合、膜融合和病毒侵入宿主细胞的主要膜蛋白，是宿主中和性抗体的主要靶分子。HA与病毒的高致病性密切相关，也是病毒宿主范围的决定因素之一。HA介导的受体结合是流感病

5、毒跨种间传播的主要决定因素。HA识别的是细胞表面糖蛋白和糖脂上的唾液酸受体，唾液酸通常以0【．2，3或0【．2，6糖苷键与半乳糖相连，不同的连接方式决定了病毒的宿主特异性。禽流感病毒通常选择性结合0【．2，3受体，人流感病毒主要结合0【．2，6受体。一旦禽流感病毒获得结合0【．2，6受体的能力，则有可能发生跨种间传播感染人类，甚至引起大流行。阐明流感病毒发生跨种间传播的分子机制对于有效地预防和控制病毒的感染和传播至关重要。本研究利用杆状病毒表达载体系统表达可溶性HA蛋白，通过表面等离子共振技术以及X．射线晶体学等方法研究不同来源的HA蛋白及

6、其突变体的受体结合特异性差异及其分子机制。2009年暴发的H1N1甲型流感大流行具有极高的传染性，在全球范围内造成了巨大经济损失和人员死亡。我们解析T2009大流感病毒HA蛋白(09H1)的晶体结构，阐明了09H1的分子特征，并比较了09H1与其他HA蛋白特别是1918大流感病毒HA(18H1)的差异，发现09Hl矛118H1在整体结构以及五个主要抗原表位等结构模块都非常相似。由此成功揭示了经历过1918大流感的人身上分离的血清能够中和2009流感病毒，以及年轻人对这次大流感比较易感，而1918年前后出生的老年人对这次大流感相对不易感等现象

7、的结构基础。我们进一步解析了09H1和18H1蛋白及突变体与受体类似物的复合物结构，发现D225G(H3排序)突变能够使得H1蛋白从只结合a．2，6受体变成a．2，3和c【一2，6双受体结合，是由于D225G的突变破坏了野生型的D225氨基酸与K222之间的盐桥，使Q226残基获得了一定的柔性可以跟c【．2，3受体发生相互作用，从而获得双受体结合能力，而D225E突变由于没有破坏盐桥的相互作用而保留了0【．2，6受体结合特异性。这项研究工作阐明了流感病毒的跨种间传播：血凝素蛋白的受体结合特性及其结构基础这些HA突变体对病毒受体结合特异性和传

8、播能力的影响，为预测大流感流行中出现的含有此类突变的新毒株的行为提供了结构依据。近年来，H5N1禽流感在亚洲、欧洲、非洲以及中东地区的野鸟和家禽中广泛传播，并引起了数百例零星的人