肠道71型病毒3C和3D蛋白的表达、纯化、结晶及药物筛选

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肠道71型病毒,是小核糖体病毒中的一种,能在人和动物中引起手足口病,在个别严重病例中,能够破坏中枢神经系统,从而引起病毒性脑膜炎,脑炎,以及重症心肌炎,以及致命的肺水肿。由于儿童的免疫系统相对脆弱,所以特别容易收到此类病毒的感染。1998年,在台湾爆发了一场由EV71病毒引发的感染病,总共有120,000名儿童被感染并造成了78人死亡,在2008年5月,中国卫生局报道了一场在中国安徽由EV71病毒引发的大规模感染病,截止到5月7日,总共造成28人死亡。  目前,世界上还没有能够治疗此类病毒的有效药物,肠道71型病毒的3C蛋白酶是病毒大的多聚蛋白前提水解成单个成熟蛋白所必须的,它是由病毒基因组翻译而来的,所以被认为是治疗小核糖体病毒感染的重要靶点蛋白。在本实验中,我们在基于EV713C蛋白酶结构的基础上通过晶体与化合物分子共晶和高通量分子药物筛选的方法寻找能够抑制此病毒蛋白酶的有效抑制剂。具体方法就是通过基因工程手段将EV713C蛋白酶的基因导入大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,使其获得大量表达,并通过镍柱层析,阳离子交换层析等手段获得高纯度蛋白,以进一步用于蛋白结晶和药物筛选。AG7088被认为是能够有效抑制冠状病毒蛋白酶的有效药物,它是一种多肽类药物,我们在基于此化合物的基础上合成了一系列衍生物和结构类似药物,并筛选出了能够有效抑制EV71病毒的有效抑制剂。  EV71病毒RNA依赖的RNA聚合酶3D是病毒基因组编码的重要的酶,它催化了病毒基因组的复制和转录。由于在宿主细胞中没有类似的RNA依赖的RNA聚合酶,所以这类聚合酶就也成为了抗EV71病毒药物开发的首选靶标。在本实验中,我们将EV713D蛋白酶的基因导入大肠杆菌(BL21)感受态细胞,通过GST(谷胱甘肽转移酶)亲和层析柱和阴离子交换柱纯化蛋白获得高纯度蛋白,为后续的蛋白质结晶做好铺垫。同时我们建立了针对3C蛋白酶和3D聚合酶抑制剂的细胞-病毒筛选体系,为更好的筛选3D聚合酶的抑制剂做好了铺垫。此外,我们还得了3D聚合酶与基因组编码的22个氨基酸的VPg(3B)的复合物的晶体,并建立了EV71VPg尿苷酰化作用模型,为进一步研究研究EV71病毒的生理特征奠定了基础。
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