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Trim5a是一种新型的具有抗HIV病毒潜力的细胞因子。人类Trim5α是三重基序结构蛋白(tripartite motif protein)家族的一员,其基因位于人类第11号染色体长臂上,结构上具有家族中高度保守的Ring,B-Box和Coiled-Coil区域。另外其C端还有一个通过mRNA可变剪切形成的SPRY区域。
在抗HIV活性方面,Trim5α具有明显的种属间特异性。恒河猴,非洲绿猴等旧大陆猴的Trim5α蛋白能够很有效地抑制HIV病毒对宿主细胞的感染；而与其基因序列高度相似的人类Trim5α虽具有抗小鼠白血病病毒(murine leukemia virus,MLV)及马传染性贫血病毒(equine infectious anemia virus,EIAV)的能力,却无法有效地抵抗HIV感染。这种种属特异性可能是病毒与宿主间的自然选择及基因的正向进化有关。
恒河猴Trim5α可通过其C端的SPRY区域特异性地识别HIV病毒的衣壳蛋白(Caspid,CA),并与之结合,这种特异性的结合被认为是其抗HIV功能的关键。结合CA后的Trim5α可诱导病毒衣壳蛋白降解,从而有效阻断了病毒生活周期。人类Trim5α与恒河猴的Trim5α具有高度的相似性,在SPRY区域高度保守区域的若干个关键位点的氨基酸残基的差异可能是导致两者抗HIV活性不同的重要原因。
本课题通过基因改造的方法改造人类Trim5α基因,提高其抗HIV病毒的能力。实验中采用重叠PCR的方法,将位于人类野生型Trim5α基因C端SPRY区域的第332位脯氨酸突变为谷氨酰胺及脯氨酸,然后构建基因突变体的真核细胞表达系统,在真核细胞中表达突变体蛋白。最后采用HIV假病毒感染的方法,测试突变体对HIV病毒感染的抵抗力。实验结果证明经过基因改造,突变体Trim5α相对其野生型抵抗HIV感染的能力有了显著的提高。