1.1 课题来源与背景 埃博拉出血热（Ebola hemorrhagic fever, EHF）是由埃博拉病毒（EBOV）引起的一种能够感染并引起人类和灵长类动物（nonhuman primates,NHPs）高死亡率的烈性人兽共患传染病，死亡率高达90%，对该病活病毒的操作仅限于在生物安全四级实验室。 GP蛋白属于I型跨膜蛋白，在介导病毒入侵细胞过程中发挥重要作用，其中GP1在病毒和受体识别中发挥重要作用，GP2而主要介导病毒和包膜的融合。GP1蛋白含有15个N-链接和多个O-链接的糖链， GP2蛋白上含有两个N-链接的糖链，EBOV-GP1,2有12个半胱氨酸残基，其中10个交联成5个二硫键桥。 CNX是一种与内质网内膜相结合的Ⅰ型膜蛋白，CNX有两个结构域：长臂区和含有凝集素的球形域，长臂区富含脯氨酸，故又称为P区，凝集素区域是与底物糖蛋白发生相互作用的关键位点。CRT是一种内质网腔内游离的可溶性的Ca2+结合蛋白，相对比较保守。同时，其在蛋白合成过程中具有分子伴侣的功能，可以辅助蛋白质的正确折叠和糖基化作用。ERp57 作为蛋白二硫键异构酶（PDI）家族成员，是细胞内质网中特定的硫醇氧化还原酶，可与初期新合成的糖基化蛋白以短暂二硫键的形式连接并在体内形成中间体，从而帮助多肽的正确折叠。对于有囊膜的病毒来说其囊膜由糖蛋白组成，如 HIV、 SARS、 VSV， CRT/CNX 对病毒感染力产生应具有一定作用，据研究证明， CNX 可促进 SARS 的 S 蛋白成熟，但 CRT 无相互作用， HIV 的 gp160 与 CRT/CNX 有相互作用， VSV 的 G 蛋白会与 CNX 和 Bip相互作用。在 ERp57 基因敲除细胞系中，流感病毒 HA 蛋白的成熟过程明显受到影响，但是ERp57 在天然糖蛋白翻译易位过程中未受影响，翻译后该糖蛋白的折叠率明显被降低。 1.2 研究目的与意义 本研究发现EBOV-GP1,2在内质网中错误折叠引起内质网应激，激活未折叠蛋白反应， ERp57通过作用于EBOV-GP1,2半胱氨酸残基，将错误折叠的GP蛋白被内质网相关降解通路分子识别并通过自噬-溶酶体降解，其他五种PDIs也有类似的活性，ERp57对埃博拉病毒属其他亚型病毒囊膜蛋白也同样有抑制作用，但对马尔堡病毒囊膜蛋白无抑制作用。因此，EBOV-GP1,2是PDIs选择性的靶向降解。这一发现提供了对PDI家族功能和埃博拉病毒适应度的新认识，并为治疗埃博拉出血热提供新的药物靶点。 1.3 主要论点与论据 ERp57可特异性降解埃博拉病毒囊膜GP蛋白，对埃博拉病毒非结构蛋白sGP，ssGP以及其他4种病毒囊膜蛋白（Flu-H5HA、VSV-G、SARS-ConV、HIV-Env）并不降解。GP蛋白通过EDEM1、EDEM2和ERmanI参与自噬-溶酶体途径降解。ERp57降解GP的机制无细胞类型的限制，且PDIs中其他分子也有相似的功能，这种降解可能是PDI家族对其潜在的普遍机制。 1.4 创见与创新 所有糖基化膜蛋白在细胞内成熟均始于内质网，目前关于埃博拉病毒GP囊膜糖蛋白成熟机制尚不清楚，本研究基于CNX、CRT、ERp57敲除细胞系来研究分子伴侣在GP合成中发挥的作用，根据已经建立的pseudotype virus 和 trVLP系统来验证GP降解对病毒复制的影响, 阐明GP进入内质网及其通过内质网应激-自噬通路降解的机制，有助于发现新的宿主细胞抗病毒分子，并可能为开发抗病毒制剂提供新的思路和策略。 1.5 社会经济效益以及存在问题 目前研究还处于基础研究阶段，可能为开发抗病毒制剂提供理论支持。 1.6 历年获奖情况 无 1.7 成果简介 Innate Sensing of Influenza A Virus Hemagglutinin Glycoproteins by the Host Endoplasmic Reticulum (ER) Stress Pathway Triggers a Potent Antiviral Response via ERAssociated Protein Degradation Journal of Virology 2017-10-10 Murine leukemia virus glycosylated Gag reduces murine SERINC5 protein expression at steady-state levels via endosome/lysosome pathway to counteract the SERINC5 antiretrovi-ral activity Journal of Virology 2018-10-24 The retroviral accessory proteins S2, Nef, and glycoMA use similar mechanisms for antagonizing the host restriction factor SERINC5 JBC 2019-03-12

中国农业科学院哈尔滨兽医研究所

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