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狂犬病毒：结构、组成、感染循环和生命周期(6)

已有 230 次阅读 2026-1-25 12:10 |个人分类:狂犬病防治|系统分类:科普集锦

狂犬病毒：结构、组成、感染循环和生命周期(6)

(Rabies virus: Structure, composition, infection cycle and life cycle)

前记:

目前国际上关于狂犬病研究最权威最全面的大型学术专著是《狂犬病：科学基础和管控（RABIES: SCIENTIFIC BASIS OF THE DISEASE AND ITS MANAGEMENT）》，简称《狂犬病(RABIES)》。该书最新版（第４版）已于2020年5月面世。

该书共有22章，其中第2章是《Rabies virus(狂犬病毒）》。

现将此章的内容全文翻译成中文供参考。

第2章　狂犬病毒(6)

Rabies virus

2. 狂犬病毒结构(Rabies virus architecture)（续）

2.3 狂犬病毒蛋白(Viral proteins )（续）

2.3.2 磷蛋白（Phosphoprotein，P）(1)

狂犬病毒（RABV）（PV株）的磷蛋白（P）含有297个氨基酸（38 kDa），是五种狂犬病毒蛋白中保守性最低的。在狂犬病毒属病毒之间的某些配对中，P蛋白序列的多样性也最大（43%–97%），其变异最大的两个区域位于残基52–78和155–178之间（Marston et al., 2007）。P蛋白是一种多功能、多形态（multifaceted）的蛋白。它与核蛋白（N）相互作用形成N-P复合物，并作为新合成N蛋白的分子伴侣，防止其聚合（自我组装）以及与细胞RNA的非特异性结合（Mavrakis et al., 2003），并特异性指导N蛋白对病毒RNA（vRNA）的衣壳化（Chenik, Chebli, Gaudin, & Blondel, 1994; Fu, Zheng, Wunner, Koprowski, & Dietzschold, 1994; Gigant, Iseni, Gaudin, Knossow, & Blondel, 2000）。作为RNA聚合酶复合物（P-L）的一个亚基，P蛋白在病毒基因组的转录和复制中作为非催化辅助因子发挥着关键作用。P蛋白能够稳定L蛋白，并将P-L复合物定位在RNA模板上，而这是单独的L蛋白无法完成的（Chenik et al., 1994; Chenik, Schnell, Conzelmann, & Blondel, 1998; Fu et al., 1994）。

狂犬病毒属病毒的P蛋白，与其他负链病毒的P蛋白一样，存在多种磷酸化形式。在狂犬病毒颗粒和病毒感染的细胞中都存在两种主要形式的P：一种去磷酸化的38-kDa形式，以及一种过度磷酸化的40-kDa形式（Toriumi & Kawai, 2004）。狂犬病毒P蛋白的N端部分被两种不同类型的蛋白激酶磷酸化，其中一种是独特的肝素敏感性蛋白激酶（Gupta et al., 2000; Takamatsu et al., 1998）。这种独特的71-kDa激酶，被命名为狂犬病毒蛋白激酶（RABV-PK），能在S63和S64位点（攻击病毒标准株[CVS]的序列）磷酸化重组P蛋白（36 kDa，在大肠杆菌中表达），以及在被高鸡胚传代（HEP）-Flury株狂犬病毒感染的小鼠肾（BHK）-21细胞中表达的新生P蛋白（37 kDa）。在这两种情况下，过度磷酸化改变了P蛋白（36 kDa和37 kDa）在十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）中的迁移率，使其迁移更慢，表现为40 kDa的蛋白（Toriumi & Kawai, 2004）。另一种磷酸化酶是蛋白激酶C，它有几种异构体（PKCα, β, χ, 和 δ）。与RABV-PK相反，主要由PKCγ活性介导的PKC异构体对P的磷酸化并未改变P在SDS-PAGE中的迁移（Gupta et al., 2000）。通过分析狂犬病毒颗粒中是否存在这两类酶的激酶活性，得出的结论是：RABV-PK与少量主要的PKCγ异构体一起被选择性包装进成熟的狂犬病毒颗粒中，作为狂犬病毒颗粒相关的蛋白激酶。

狂犬病毒P蛋白通过其特异的结构域与新生可溶性N蛋白（N⁰）和L蛋白相互作用（Castel et al., 2009; Chenik et al., 1998）。在P蛋白上至少发现了两个独立的N蛋白结合位点。一个结合位点将新生的狂犬病毒P蛋白与新生的N⁰结合，以维持N⁰处于适合RNA衣壳化的功能构象；另一个结合位点则与RNA-N复合物中N蛋白的C端部分结合（Chenik et al., 1994; Fu et al., 1994; Schoehn, Iseni, Mavrakis, Blondel, & Ruigrok, 2001）。N-RNA结合位点位于P蛋白C端的30个氨基酸内（氨基酸267和297之间），而N⁰结合则由P蛋白N端部分（氨基酸69至177之间）介导（Chenik et al., 1994）。这两个位点与N蛋白的相互作用方式是相互独立的（Fu et al., 1994）。涉及P蛋白N端结合位点（前40个氨基酸）的相互作用要求P蛋白在体内两种蛋白合成后不久即与N⁰相互作用（Castel et al., 2009; Mavrakis et al., 2006），但它可能会与内源性RNA竞争结合（Albertini, Ruigrok, & Blondel, 2011）。P蛋白能够形成细长的二聚体（Gerard et al., 2007; Mavrakis et al., 2003）。

在后代RNP的形成过程中，P蛋白还需要结合L蛋白（病毒RNA聚合酶的大催化亚基），以产生具有完全活性的病毒编码的RNA聚合酶复合物。P蛋白亚基在P蛋白的前19个氨基酸内（Chenik et al., 1998），即在P蛋白N端未折叠区域（Castel et al., 2009; Gao, Greenfield, Cleverley, & Lenard, 1996; Gerard et al., 2007; Gigant et al., 2000; Spadafora, Canter, Jackson, & Perrault, 1996），拥有一个主要的L蛋白结合位点。狂犬病毒P蛋白的寡聚化不需要磷酸化，并且N端结构域（前52个氨基酸）对于寡聚化或与N-RNA [cRNA和vRNA]模板的结合也不是必需的（Gigant et al., 2000; Mavrakis et al., 2003）。这与水泡性口炎病毒（VSV）的P蛋白形成对比，VSV P蛋白需要磷酸化才能形成寡聚体，从而具有完全活性并能够结合L蛋白和RNA模板（Albertini et al., 2011; Ding, Green, Lu, & Luo, 2006; Gao et al., 1996; Gerard et al., 2007）。

狂犬病毒P蛋白的一个特殊特征是其能够与多种宿主细胞蛋白相互作用（并调节细胞通路）。参与细胞器细胞内转运的10-kDa细胞质动力蛋白轻链（LC8）被发现能与狂犬病毒和莫科拉病毒（MOKV）的P蛋白强烈相互作用（Jacob, Badrane, Ceccaldi, & Tordo, 2000; Raux, Flamand, & Blondel, 2000）。与动力蛋白LC8相互作用的P蛋白结构域被定位在P蛋白的N端半部分，位于氨基酸138至172之间。P蛋白与LC8的结合似乎不参与狂犬病毒的轴突运输，因为删除LC8结合结构域并未改变狂犬病毒进入中枢神经系统（CNS）的过程（Rasalingham, Rosssiter, Mebatsion, & Jackson, 2005）。然而，删除LC8结合结构域显著抑制了病毒在中枢神经系统的转录和复制，导致病毒在中枢神经系统的感染性丧失（Tan, Preuss, Willliams, & Schnell, 2007）。此外，几种狂犬病毒株（二聚化结构域）的P蛋白（而非其他狂犬病毒属病毒）被证明能够结合粘着斑激酶（FAK），FAK正向调节病毒蛋白合成（Fouquet et al., 2015）。狂犬病毒P蛋白（关键位点为162和166）也被证明能够与线粒体复合物I相互作用，并增加活性氧水平（Kammouni et al., 2015; Kammouni, Wood, & Jackson, 2017）。

狂犬病毒P蛋白一个公认且关键的作用是抵消宿主先天免疫反应，特别是I/III型干扰素系统。这些干扰素是在病毒感染的细胞中，感应到主要由病毒核酸代表的病原体相关分子模式或危险相关分子模式（pathogen- or danger-associated molecular patterns，PAMPs　or　DAMPs）后产生的。以自分泌和旁分泌方式，分泌的干扰素可以通过JAK/STAT信号传导，刺激数百个抗病毒和/或免疫刺激基因的转录，从而建立强大的抗病毒状态。狂犬病毒P蛋白能够使导致干扰素基因转录激活以及干扰素信号通路的信号级联反应瘫痪，从而限制抗病毒宿主反应的建立。

　　具体来说，狂犬病毒P蛋白能有效抵消潜伏的干扰素调节因子3（interferon regulatory factors，IRF-3）的激活，IRF-3是干扰素表达的初始关键转录因子（Honda & Taniguchi, 2006）。P蛋白干扰IRF-3蛋白C端丝氨酸386的磷酸化，该磷酸化允许IRF-3二聚体的形成并被招募到IFN-β增强子（Brzo´zka, Finke, & Conzelmann, 2005）。此外，P蛋白通过隔离细胞质中磷酸化的STAT1、-2和-3分子，阻断干扰素介导的JAK/STAT信号传导（Blondel, Maarifi, Nisole, & Chelbi-Alix, 2015; Brzo´zka, Finke, & Conzelmann, 2006; Vidy, Chelbi-Alix, & Blondel, 2005）。