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高危型人乳头瘤病毒(HPV)被证实是诱发女性宫颈癌的主要病原体。流行病学调查显示98％的宫颈癌都是由人乳头瘤病毒(HPV)感染引起，其中，HPV59型是引起宫颈癌的主要型别之一。HPV的主要衣壳蛋白L1与病毒的吸附、病毒基因型及诱导宿主的免疫应答等作用紧密相关，是HPV疫苗的主要成分。HPV病毒样颗粒(VLP)是由L1五聚体组成，同时保留了其天然的免疫表位。因此，开展对HPV59L1蛋白五聚体及其组成的VLP结构特征的研究对阐明HPV59型特异表位和VLP组装机制的结构基础等提供参考，并为HPV宿主及组织特异性研究奠定了基础。
首先，本研究利用大肠杆菌表达系统，成功的表达了HPV59L1蛋白，利用阳离子交换层析和羟基磷灰石层析等纯化方法，获得了纯度大于95％的L1蛋白。在进一步的组装研究中，考察了组装温度对HPV59L1 VLP组装的影响，研究中发现，在常温组装后置于37℃中温育的组装条件下，L1蛋白能形成均一的直径为60nm左右的二十面体VLP。接着，利用低温电镜单颗粒重构技术成功重建了HPV59L1 VLP的三维结构，分辨率为9.5(A)，从结构中，可以看出，HPV59L1 VLP表面五聚体相互之间的连接方式有三种:双弧线连接，单直线连接和双直线连接;从低温电镜表面密度值可以看出，HPV59L1 VLP表面的五邻体(5-coordinatedpentamer)和六邻体(6-coordinated pentamer)是存在结构差异的。
其次，本研究通过L1蛋白关键位点突变制备了稳定均一的HPV59L1五聚体。并将HPV59L1五聚体进行晶体培养，经培养条件的筛选和优化，获得了三个能够获得适合衍射晶体的结晶条件，其中一颗晶体并通过X-射线衍射实验收集了一套用于结构解析的衍射数据，接着使用HKL2000，CCP4和COOT软件，通过分子置换方法，解析了HPV59L1五聚体的晶体结构，分辨率达到3.7(A)。将该HPV59五聚体结构与已报道HPV11/16/18/35四型别的五聚体结构进行比较，发现HPV59的BC环与其他四型别差异较大，提示该区域可能存在较多地HPV59型特异的表位;而五个型别结构中对于颗粒组装具有关键作用的EF环没有体现出明显差异，提示HPV59与其他四型别具有相似的组装机制。
最后，通过同源模建的方法构建HPV59五聚体结构上缺失的α4环的结构，接着利用Fitting技术将完整的HPV59五聚体晶体结构与HPV59L1 VLP低温电镜三维结构结合，获得完整的HPV59L1 VLP原子模型。并进一步对该结构模型进行分析得出，五邻体与六邻体之间通过相邻单体上Cys175与Cys428之间相互作用，且分属于不同五聚体的相邻单体CD环上的Phe82、Gly83、Pro85、Thr88和Val89之间可能会通过强疏水作用相互作用;而六邻体与六邻体之间的相互作用仅由Cys175和Cys428的二硫桥维系。
综上所述，本研究成功地获得了HPV59T=7的二十面体VLP的全原子结构，从原子水平上阐明了HPV59L1蛋白组装的结构基础，从而为人乳头瘤病毒的生物学研究、型特异性表位和宿主研究提供指导。