CD81介導HCV入侵種屬特異性分子基礎研究.pdf

1、丙型肝炎病毒(HCV)感染是慢性肝病的主要誘因，在全世界范圍內感染人數(shù)已超過1.7億。由于HCV感染具有高度嚴格的宿主特異性，只有人和黑猩猩可支持HCV感染，HCV小動物模型的研發(fā)成為了阻滯HCV相關研究，特別是疫苗研發(fā)的瓶頸之一。HCV宿主特異性的基礎來源于病毒入侵過程的復雜性。目前，已知HCV受體至少包括CD81，SR-B1，Claudin-1和Occludin等4種。其中CD81是HCV早期入侵所必須的。CD81直接與HCV-E2

2、相結合，其介導HCV的入侵具有很強的種屬特異性，只有人和黑猩猩的CD81以很高的親和力結合HCV-E2并支持HCV入侵，但其分子機制至今尚不明確。為揭示CD81介導HCV入侵種屬特異性分子機制，本課題利用結構生物學，生物物理學和病毒學的方法對人，小鼠，和非洲綠猴的，CD81（hCD81，mCD81和agmCD81）進行了深入的研究。首先解析了hCD81-LEL，mCD81-LEL和agmCD81-LEL的高分辨率晶體結構，mCD81-L

3、EL和agmCD81-LEL的全局結構與hCD81-LEL類似，均由五個α-螺旋組成“磨菇型”結構，螺旋-A/E構成了“磨菇莖”，螺旋-B/C/D構成了“蘑菇頭”，其中D-helix是CD81直接與HCV-E2結合的區(qū)域。通過結構對比分析發(fā)現(xiàn)，在mCD81-LEL和agmCD81-LEL中188-196氨基酸殘基之間形成了分子內氫鍵/鹽鍵，而類似的分子內相互作用在hCD81-LEL中是不存在的。之前有研究報道，CD81D-helix構象

4、的靈活性是與E2結合所必須的，而在mCD81-LEL和agmCD81-LEL結構中，分子內氫鍵或鹽鍵通過把D-helix錨定在穩(wěn)定的E-helix上，因此我們推測假分子內氫鍵/鹽鍵對D-helix的構象靈活性產(chǎn)生了束縛作用，從而干擾了CD81與E2的相互作用，削弱了CD81介導HCV入侵效率。以往的研究表明F186是CD81與HCV-E2的結合所必須的，因此，我們在F186存在的基礎上設計突變實驗，驗證188-196間氫鍵或鹽鍵對E2結

5、合以及HCV入侵效率的影響。結果表明，hCD81中，在F186存在的情況下，如果誘導188-196殘基之間形成氫鍵/鹽鍵，會削弱hCD81與HCV-E2之間的結合，同時會降低HCV的入侵效率。而對于mCD81和agmCD81，在具備L186F突變的前提下，破壞188-196殘基之間的氫鍵/鹽鍵，可以提升HCV的入侵效率。本課題結果證實，CD81中188-196間分子內氫鍵/鹽鍵是決定其與HCV-E2的結合親和力及其介導HCV入侵效率決定