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副粘病毒的融合蛋白(fusion protein,F)通过构象变化介导病毒囊膜与细胞膜的融合.F蛋白要发挥融合活性必须由F0前体裂解为成熟的F2和F1两部分,它们通过二硫键相连.根据目前囊膜病毒的融合模型,F蛋白至少存在三种构象状态,即融合前自然态、前发卡中间态和融合后状态.该文分别将新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)、麻疹病毒(measles virus,MeV)和Menangle病毒(Menangle virus,MenV)的F蛋白HR1和HR2多肽通过短的氨基酸连接子连接起来(即HR1linkerHR2,简称2-Helix),用GST融合表达系统进行了表达和纯化,对纯化的2-Helix蛋白进行凝胶过滤、化学交联和圆二色谱分析,结果表明三种病毒的2-Helix蛋白都能形成稳定的富含α螺旋的三聚体结构;同时获得了三种2-Helix蛋白的晶体,通过对NDV-2-Helix和MeV2-Helix蛋白的晶体结构分析证实,2-Helix蛋白能够形成稳定的六螺旋束结构(或称发卡三聚体),即三个HR1分子以α螺旋的形式形成核心,三个与HR1反向平行的HR2则同样以α螺旋的形式结合在由每两个HR1分子所形成的沟槽中,这种稳定的结构特征可能代表了F蛋白融合后构象的核心结构.在结构研究的基础上,为进一步研究F蛋白HR区在融合中的功能,构建了用于模拟HR1多肽的5-Helix和HR121蛋白以及模拟HR2多肽的HR212蛋白.5-Helix蛋白是将三个HR1和两个HR2用短的氨基酸连接子依次间隔串联起来,即缺少一个HR2的六螺旋束;HR121则是将HR1、HR2和HR1串联起来,HR212是将HR2、HR1和HR2串联起来.同时构建了6-Helix(即三个HR1和三个HR2依次间隔连接)蛋白作为对照.同样用GST融合表达系统分别对这些蛋白进行了表达和纯化,结果表明它们都能形成稳定的富含α螺旋的结构;并且HR121和HR212仍能以三聚体形式存在;体外结合试验表明GST-5-Helix或5-Helix蛋白能够结合HR2或HR212蛋白,GST-HR121或HR121也能够结合HR2或HR212蛋白;而GST-HR212或HR212能够结合HR1或HR121蛋白;这说明5-Helix、HR121和HR212应具有同HR1和HR2相似的活性,而稳定性高于单独的HR1或HR2且纯化方便;含胞体形成和空斑形成抑制试验表明,HR212能够抑制新城疫病毒强毒株的细胞融合和空斑形成,并且这种抑制活性是通过与F蛋白的HR1区相互作用实现的,而5-Helix和HR121蛋白则没有抑制活性,但三种蛋白如果在F0蛋白裂解前加入都能够抑制NDV弱毒株介导的细胞融合,而在F0裂解后加入则5-Helix和HR121没有抑制活性,HR212有较弱的抑制活性,这说明在F0裂解前HR2区是暴露的,而HR1则在F0裂解前后都是暴露的.这种方法为寻找高效稳定的病毒融合抑制物提供了新的思路.另外,该实验结果还证实HN与受体结合引起的F蛋白构象变化在1min内就开始了,并且HR212在病毒与细胞吸附之前就能与F蛋白结合发挥融合抑制活性.