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血凝素的功能介绍

2022.5.10

HA蛋白的三维结构及受体结合部位

利用X线晶体衍射技术证实,流感病毒的HA蛋白以三聚体(trimer)的形式存在于双层类脂膜上,即由 3个非共价结合的HA蛋白单体所组成,长约 13.5 nm(135A)。HA蛋白三聚体可分为呈杆状的基底部及呈球状的头部两部分,基底部长约7.6nm(76A),纤细杆状,有3个HA。肽链螺旋缠绕而成;头部较膨大,主要是由HA1肽链组成。病毒的受体结合部位呈浅口袋状,位于HA蛋白的头部。受体结合部位的氨基酸组成在不同亚型病毒HA蛋白中高度保守,如第98位的酪氨酸残基,153位的色氨酸残基,183位的组氨酸残基,190位的谷氨酸残基和 194位的亮氨酸残基。此外HA蛋白中第224~228 位和第134~138位两个区域分别构成受体结合部位的左右两缘,HA蛋白头部有 5个抗原位点,分别为 A、B、C、D和E。

HA蛋白的融合肽

HA2多肽的氨基末端即为融合体,对热敏感。当PH为中性时,HA2多肽的第76~126位区域形成一个较大的α螺旋;第56~75位区域形成半环状结构;第33~55位23个氨基酸残基形成另外一个较小的α螺旋。当PH 降至5.0~6.0时,HA2多肽的空间构型发生不可逆性改变,第 40~105位区域形成一个大的α螺旋,并向前推进约 10 nm(100A)。这使原来藏在HA蛋白 三维结构内部的融合肽暴露,并靠近细胞膜,虽然目前对融合过程的机制尚不完全明了,但推测融合肽移位后可插入细胞膜内,进而介导病毒包膜与胞内体膜融合。

HA0分子的水解与病毒的感染性

HA0分子水解为HA1和HA2两条多肽链是决定病毒有无感染性的先决条件。各亚型病毒HA 蛋白裂解位点的氨基酸组成不同,如人H1、H2及H3型病毒HA蛋白的裂解位点只有一个单独的精氨酸残基(R)。而另外一些病毒的HA蛋白,特别是禽流感病毒HA蛋白的裂解位点则有数个碱性氨基酸。根据对禽H5及H7 HA蛋白的研究发现,非致病性病毒HA蛋白的裂解位点含有1~2个碱性氨基酸,其序列呈R-X-X-R/K(X为其他非碱性氨基酸残基);而致病性HA蛋白的裂解位点至少由4个碱性氨基酸残基组成,其序列为 R-E-R-R-R-K-K-R。

人流感病毒用鸡胚分离培养时无需加入外源性胰酶,因为鸡胚组织细胞产生的蛋白酶可水解病毒的HA0蛋白,使其具有感染性,但用哺乳类动物细胞(如MDCK)培养时需加入外源性胰酶以协助病毒HA0分子水解。

丙型流感病毒的HEF蛋白

HEF是丙型流感病毒唯一的一种表面糖蛋白,它具有与受体结合、介导膜融合及受体破坏酶 等功能。HEF含有655个氨基酸,水解为HA1和HA2两个多肽链,两者间靠二硫键相连。HEF的序列与甲、乙型病毒HA蛋白有较大差别,但其半光氨酸残基的数目与HA蛋白接近,故推测其三维结构与HA蛋白相似。


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