閆紅巖 姬 偉 牛丹丹 司紅麗 何成強(qiáng)

山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，濟(jì)南 250014

Yan Hongyan，Ji Wei，Niu Dandan，Si Hongli，He Chengqiang

School of Life Science，Shandong Normal University，250014，Jinan，China

豬瘟是由豬瘟病毒感染引起的一種嚴(yán)重的病毒性動(dòng)物傳染病，豬瘟暴發(fā)是困擾世界養(yǎng)豬業(yè)的一大難題。豬瘟病毒基因組包括5′UTR、3′UTR和一個(gè)開放閱讀框，后者分別編碼4種結(jié)構(gòu)蛋白：C、Erns、E1、E2；8種非結(jié)構(gòu)蛋白：Npro、P7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B。在病毒復(fù)制過程中，NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B必需參與，而其余3種非結(jié)構(gòu)蛋白即NP、P7和NS2是非必需的。本文從CSFV非結(jié)構(gòu)蛋白著手來闡述最近幾年有關(guān)CSFV非結(jié)構(gòu)蛋白功能的研究進(jìn)展。

1 Npro

Npro，是ORF編碼的多聚蛋白的N端,具有水解酶活性，能以自催化的方式從正在翻譯的多聚蛋白上斷裂并成熟。早在1998年，Tratschin等已證實(shí)CSFV Npro對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞中病毒的復(fù)制是非必要的[1]。當(dāng)SK-6細(xì)胞被CSFV感染時(shí)，在poly(IC)誘導(dǎo)條件下，病毒抵抗細(xì)胞凋亡的能力將增加100倍[2]。2007年，Bauhofer等也研究證實(shí)Npro能夠阻礙由IFN-α/β誘導(dǎo)的抗病毒效應(yīng)[3]。

2 P7

P7是一種小的疏水蛋白,兩端含有信號(hào)肽酶剪切位點(diǎn),在定位于宿主細(xì)胞內(nèi)膜上的信號(hào)肽酶作用下從多聚蛋白上斷裂下來。研究發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞抽提物中，P7部分與E2相連，在IRES作用下，E2與P7基因的分離可導(dǎo)致有活性的病毒的產(chǎn)生。Yi等利用嵌合基因組在HCV中研究證實(shí)蛋白P7和NS2有助于病毒感染性顆粒的形成[4]。

3 NS2

NS2蛋白最保守，是一種疏水性蛋白，定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。早在1999年，就有研究發(fā)現(xiàn)，缺失NS2基因并不影響感染性RNA在細(xì)胞中的復(fù)制，但是該缺失毒株能夠引起細(xì)胞病變[5]。2007年，Moulin等研究表明，缺失NS2的CSFV無法完成病毒顆粒的包裝[6]。2011年, Tang等研究證明CSFV NS2蛋白表達(dá)能夠保護(hù)細(xì)胞抵御MG132誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，從而在炎癥反應(yīng)以及CSFV持續(xù)感染過程中發(fā)揮作用[7]。最新研究表明CSFV NS2蛋白包含兩個(gè)內(nèi)在的信號(hào)肽序列，這兩個(gè)序列對(duì)NS2蛋白轉(zhuǎn)位到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上發(fā)揮作用，NS2蛋白還可能存在至少四個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域[8]。

4 NS3

NS3蛋白的氨基酸序列在黃病毒科中高度保守，具有絲氨酸蛋白酶活性[9], 核苷三磷酸酶活性(NTPase)[10], RNA激活的解旋酶活性(RNA helicase)。

5 NS2-NS3

一般來講，自然界分離到的CSFV毒株屬于非病變型(ncp型)。研究發(fā)現(xiàn)，在ncp型病毒中NS2和NS3蛋白以二聚體的形式存在，且不能被剪切。而在致細(xì)胞病變病毒中，NS2和NS3形成的二聚體較少，多以單體存在。因此，非結(jié)構(gòu)蛋白NS3可作為cp型瘟病毒的分子標(biāo)記。

6 NS4A NS4B

NS4A主要作為輔助因子，協(xié)助NS3在其下游多聚蛋白加工處理中發(fā)揮作用。2007年， Moulin等通過得出結(jié)論：CSFV非結(jié)構(gòu)蛋白NS4A可作為輔助因子，通過與NS2-3或NS3相互關(guān)聯(lián)，從而在病毒顆粒形成中發(fā)揮功能[6]。NS4B和NS4A蛋白可以抑制宿主細(xì)胞的翻譯，在一定程度上可以減弱機(jī)體對(duì)抗病毒藥物干擾素α(INF～α)的反應(yīng)，同時(shí)使病毒逃避宿主的免疫作用。

7 NS5A

NS5A基因在CSFV中比較保守，氨基酸的同源性更高于核苷酸的同源性。NS5A是一種磷酸化蛋白，且是病毒復(fù)制復(fù)合物中唯一一個(gè)可以在翻譯中被補(bǔ)充的蛋白。NS5A 可以和NS5B結(jié)合，形成RNA聚合酶復(fù)合體，使之能識(shí)別自己特異的基因組RNA，完成病毒復(fù)制。

8 NS5B

對(duì)CSFV、BVDV和HCV的NS5B蛋白的研究發(fā)現(xiàn)，它們均具有依賴RNA的RNA聚合酶(RdRp)活性。除RdRp活性外,NS5B還具有末端核苷酸轉(zhuǎn)移酶活性。

9 展望

近年來，對(duì)CSFV的研究已取得了顯著的進(jìn)展，但是對(duì)CSFV的了解還不透徹。諸如在非結(jié)構(gòu)蛋白P7 NS2 NS4B等的功能,NS2亞細(xì)胞定位的分子機(jī)制，非結(jié)構(gòu)蛋白之間相互作用的調(diào)控機(jī)制，病毒復(fù)制的調(diào)控機(jī)制以及致病機(jī)理等方面都需要不斷探索。對(duì)病毒非結(jié)構(gòu)蛋白的功能的了解，有助于深入理解病毒的復(fù)制過程及病毒持續(xù)感染的分子機(jī)制，從而可以為疫苗研制、抗病毒藥物研發(fā)等開辟新途徑。

[1]Tratschin, J.D., et al., Classical swine fever virus leader proteinase Npro is not required for viral replication in cell culture. Journal of virology, 1998.72(9): p. 7681-7684.

[2]Ruggli, N., et al., Classical swine fever virus interferes with cellular antiviral defense: evidence for a novel function of Npro. Journal of virology,2003. 77(13): p. 7645-7654.

[3]Bauhofer, O., et al., Classical swine fever virus Npro interacts with interferon regulatory factor 3 and induces its proteasomal degradation. Journal of virology, 2007. 81(7): p. 3087-3096.

[4]Yi, M.K., et al., Compensatory mutations in E1, p7, NS2, and NS3 enhance yields of cell culture-infectious intergenotypic chimeric hepatitis C virus. Journal of virology, 2007. 81(2): p. 629-638.

[5]Moser, C., et al., Cytopathogenic and noncytopathogenic RNA replicons of classical swine fever virus. Journal of virology, 1999. 73(9): p.7787-7794.

[6]Moulin, H.R., et al., Nonstructural proteins NS2-3 and NS4A of classical swine fever virus:essential features for infectious particle formation.Virology, 2007. 365(2): p. 376-389.

[7]Tang, Q., et al., Classical swine fever virus NS2 protein promotes interleukin-8 expression and inhibits MG132-induced apoptosis. Virus genes,2011. 42(3): p. 355-362.

[8]Guo, K., et al., Identification of two internal signal peptide sequences: critical for classical swine fever virus non-structural protein 2 to trans-localize to the endoplasmic reticulum. Virology, 2011. 8: p.236.

[9]Wiskerchen, M. and M.S. Collett, Pestivirus gene expression: protein p80 of bovine viral diarrhea virus is a proteinase involved in polyprotein processing.Virology, 1991. 184(1): p. 341-350.

[10]Tamura, J.K., P. Warrener and M.S. Collett,RNA-stimulated NTPase activity associated with the p80 protein of the pestivirus bovine viral diarrhea virus. Virology, 1993. 193(1): p. 1-10.