以烟草花叶病毒为载体在植物中表达外源多肽的研究

• 作 者: 江陆斌
• 机 构: 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所
• 出 处: 中国科学院上海植物生理生态研究所 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所 中国科学院上海生命科学研究院
• 发表日期: 2003年01期
• 关键词: 烟草花叶病毒 外壳蛋白 外源多肽 病毒粒子构象 半胱氨酸 口蹄疫病毒抗原肽

烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)属烟草花叶病毒属(Tobamovirus),其基因组是带有帽子结构的正义单链RNA,全长6395bp.TMV的一个亚基因组RNA编码了病毒的外壳蛋白(coat protein,CP),在TMV系统感染烟草后,其表达量可达被感染烟草总蛋白的7﹪.通常,将较短的外源多肽序列插入TMV CP中Gly155的下游,重组病毒仍然能够在宿主植株内被融合CP包装并高效地复制.该文实验工作主要集中在TMV基因组序列、CP中外源小肽的长度和序列特征以及病毒粒子的形态和构象之间的关系等方面等方面的研究,并以此提高利用TMV载体表达外源多肽的能力.在对携带FMDV抗原20肽的重组病毒TMVF20进行亚硝酸钠诱变分析的实验基础上,我们以缺失了TMV CP羧端4个氨基酸(S-P-A-Y)的重组TMV为载体,成功地获得了两个感染强度较高的重组病毒TMVF20TAG和TMVF25TAG(分别表达外源20和25肽).同时,我们以FMDV抗原11肽为外源插入肽,把外源小肽在TMV CP中的融合位点分别移至W152和Y153的下游,并对CP的羧端序列做了不同程度的缺失,这些重组病毒的对烟草的感染活性、病毒后代的稳定性及融合CP的表达情况(2-4毫克/100克新鲜烟草)都接近野生型TMV;并且,用这些重组病毒粒子制备的疫苗在豚鼠和猪的动物实验中亦表现出了对FMDV的良好的免疫效率.这些结果说明缺失TMV CP羧端的部分序列(Y-S-S-P-A-Y)不仅不会影响重组病毒粒子的包装、感染效率及其在疫苗生产领域的应用,而且有助于重组病毒载体携带表达更长的外源肽.在对携带FMDV抗原28肽的重组病毒TMVF28TGA的研究中,我们观察到外源肽中由于半胱氨酸(Cys)的存在致使重组病毒基因组发生了一系列突变,并且产生了一类具有不规则构象的重组病毒粒子(TMVF18TAA).上述突变现象随着TMVF28TGA外源肽中的Cys被替换为其他氨基酸(如Try)而消失.这些结果暗示,外源肽中的某些序列特征(如含有Cys),可能会严重影响融合CP的完整表达乃至重组病毒粒子的稳定包装和规则构象.