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泡沫病毒(foamy virus,FV)基因组均编码非结构蛋白Tas(transactivator ofspumavirus,Tas)。Tas蛋白是泡沫病毒的反式激活因子,在病毒基因表达调控中至关重要,为病毒复制所必需,此蛋白在原型泡沫病毒(prototype foamy virus,PFV)中又名Bel1(between env and LTR,Bel1)。前人研究表明,PFV Bel1含有核定位信号(nuclear localization signal,NLS),但对其NLS的具体序列、类型,不同研究组的结果存在明显差异。He和Venkatesh等认为Bel1核定位必需的最短氨基酸序列为209-226/211-225 aa;然而,Chang和Lee等研究认为其核定位信号为双分型,由两部分碱性氨基酸序列199-200 aa和211-223aa组成。 本文首先对不同研究组之间的分歧结果进行分析。通过定点突变并利用间接免疫荧光实验观察Bel1亚细胞分布,发现残基R221R222R223突变后会使Bel1改变亚细胞定位,由核定位转为胞浆定位;而R199H200则不然,突变后的Bel1仍定位于细胞核。表明残基R221R222R223对于Bel1核定位的作用十分关键,而残基R199H200并不涉及Bel1的核定位。这说明Bel1的核定位信号并非由两部分碱性氨基酸残基组成,即并非双分型。此外,尽管R199H200突变并不影响Bel1的核定位,但是这一突变却使Bel1丧失了反式激活PFV启动子的活性。随后的凝胶阻滞实验结果表明,残基R199H200对于Bel1直接结合病毒启动子DNA十分重要。在病毒感染性克隆中定点突变实验结果表明,Bel1中R199H200突变相比R221R222R223突变对PFV复制的影响更为显著。 为明确PFV Bel1核定位信号的具体序列及类型,我们进行进一步研究。首先利用EGFP-GST融合表达体系,插入Bel1截短片段,通过免疫荧光观察其亚细胞分布,精确确定Bel1的核定位信号序列为215pRQKRPR221;之后的定点突变实验表明残基K218、R219和R221为Bel1核定位所必需;结合生物信息学分析结果,确证Bel1核定位信号属于单分型。 明确Bel1核定位信号的具体序列后,本文利用体内GST-Pulldown、体外入核等手段探究了介导Bel1进入细胞核的核输入蛋白组分。通过体内GST-Pulldown实验,发现野生型Bel1不能与β核输入蛋白KPNB1相互作用,暗示Bel1可能采用经典的入核途径进入细胞核;发现α核输入蛋白KPNA1、KPNA2、KPNA6和KPNA7均能与野生型Bel1相结合,而只有KPNA1、KPNA6和KPNA7能够与截短体215-223发生相互作用,这表明KPNA1、KPNA6和KPNA7很可能是介导Bel1进入细胞核的适配体分子。进一步体外入核实验显示,分别加入KPNA1、KPNA6或KPNA7并辅以其他必需的入核因子均使Bel1定位于细胞核,最终确定介导Bel1入核的适配体分子为KPNA1、KPNA6和KPNA7。 综上所述,本文精确定位Bel1的核定位信号序列为215pRQKRPR221,明确其类型为单分型;同时确定KPNA1、KPNA6和KPNA7是介导Bel1入核的适配体分子。此外,本文确定了残基R199H200在Bel1反式激活PFV启动子中的关键作用,并解析其分子机制,即涉及Bel1直接结合LTR和IP启动子DNA。这些结果为正确划分Bel1蛋白结构域提供了新的实验数据,为进一步探明泡沫病毒调控蛋白的入核机制提供详实的实验结果,是深入研究PFV复制周期各个环节分子机制的重要参考。