hiv tat蛋白研究进展

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1、HIVTAT蛋白研究进展【关键词】人免疫缺陷病毒反式激活蛋白蛋白转导药物治疗人类免疫缺陷病毒1型(HIV1)基因能够编码一种被称为反式转录激活因子(transactivatoroftranscription，TAT)的蛋白。它通过与反式激活应答(transactivatingresponse，TAR)RNA序列结合以起始基因转录。TAT蛋白和REV蛋白一起作为HIV1的调控因子，在HIV的基因表达中起着举足轻重的作用。研究发现，TAT蛋白能够穿过细胞膜［1,2］，到达细胞外，具有细胞膜穿透肽(c

2、ellmembraneperatingpeptide，CPP)活性，其穿膜序列由11个氨基酸组成。这一特性具有非常重要的应用价值，因为它提供了一条转运其他蛋白或药物穿过细胞膜，进入细胞的途径。通过设计编码穿膜序列和其他蛋白的融合基因，表达后获得的融合蛋白，在TAT的引领下可以进入细胞。本文就TAT蛋白的生物学作用及其近年来的研究进展作一综述。1TAT蛋白结构TAT蛋白的基因包含2个外显子和一个含2334个核苷酸的内含子组成。在HIV1的各亚型中，TAT蛋白的氨基酸组成有所不同。在HIV1(HXB

3、2)中，TAT蛋白由86个氨基酸组成；而在HIV1(ConsensusB)中，TAT蛋白由101个氨基酸组成。按照结构和功能的不同可以将TAT蛋白划分为5个区：①酸性N末端区(121)；②半胱氨酸(Cys)富积区(22-37)，含有7个Cys，这在HIV各亚型中高度保守；③核心区(38-48)，含有RKGLGI基序；④基本区(49-72)，具有RKKRRQRRR基序，并且具有TARRNA结合活性；⑤细胞黏附的C-末端区(73-101)，含有RGD基序，TAT通过RGD基序与细胞整合素结合。Viv

4、e等［3］发现，TAT蛋白中具有穿膜功能的序列是位于47～57的11个氨基酸(YGRKKRRQRRR)，富含碱性氨基酸(8个)，被称为蛋白转导域(proteintransductiondomain，PTD)。为了更好地了解TAT蛋白的功能，加拿大Manitoba大学的Shojania等［4］采用15N和13C标记TAT(1-72)蛋白，并通过核磁共振(nuclearmagicresonance，NMR)对其结构进行了分析。此富含半胱氨酸的蛋白在pH4.1时被还原，NMR化学位移和耦合常数表明它是以无

5、规则卷曲的形式存在，半胱氨酸富含区和核心区的谱线增宽并出现多峰，提示有的结构域出现了瞬时折叠。通过NMR弛豫参量，光谱密度和LipariSzabo方法进行的分析都表明整个分子中没有特定的结构，是一种天然未折叠蛋白(nativelyunfoldedprotein)。这与它能跟多种蛋白及核酸相互作用的功能相一致。2TAT蛋白在HIV引起的疾病中的作用TAT蛋白作为一个反式激活作用因子，在HIV1基因复制过程中起重要作用，其基本区和核心区在反式激活作用中起关键作用。TAT蛋白还可以在转录水平上调节宿主细

6、胞的功能，它还能表现出许多生物学活性：诱导血管形成，单核细胞的趋化性及炎症细胞因子如IL1，IL6和TNFα等的分泌。TAT蛋白还可以促进于单核细胞的树突状细胞成熟，增强其功能和抗原特异性T细胞反应。此外，TAT蛋白还有其他重要的生物学功能，艾滋病患者常伴发其他疾病，如卡波济肉瘤、神经疾病等，可能与TAT蛋白有关。2.1TAT蛋白加快卡波济肉瘤的发病过程卡波济肉瘤(Kaposi′ssara，KS)是由卡波济肉瘤相关疱疹病毒(saraassociatedherpesvirus，KSHV或HHV8

7、)引起的。在艾滋病流行以前，KS主要见于意大利人和犹太人的老年男性中，而且肿瘤生长缓慢。而在艾滋病患者中，肿瘤生长迅速，并扩展到肺、胃肠道及其他器官中。研究表明，TAT蛋白是卡波济肉瘤发病过程中的一个重要因子。TAT蛋白与感染有KSHV的BCBL1细胞系共培养，发现TAT蛋白可以诱导KSHV基因转录产生裂解期mRNA并表达产生蛋白质。表明TAT蛋白通过诱导KSHV复制，增加KSHV病毒数量来参与KS发病过程［5］。2.2TAT蛋白的神经毒性TAT蛋白与HIV1引发的神经损伤有关，表现出神经毒性。T

8、AT蛋白与甲基苯丙胺(METH)协同作用可以使纹状体多巴胺能神经末梢变性，使多巴胺和多巴胺转运蛋白减少，引起基底神经节结构的损伤，TNFα参与这一过程［6］。Aprea等［7］对TAT引起的神经元损伤和细胞死亡的分子机制进行了研究。TAT蛋白与大鼠胚胎皮质神经元作用后，可以引起微管相关蛋白2(microtubuleassociatedprotein2，MAP2)快速降解及细胞骨架微丝的塌陷。这与观察到的神经机能异常的AIDS患者脑内MAP2缺失以及神