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        單股正鏈RNA病毒基因組非編碼區(qū)結(jié)構(gòu)與功能研究進(jìn)展

        2012-08-21 03:10:56哲名家陳宗艷李傳峰劉光清
        關(guān)鍵詞:核糖體元件基因組

        哲名家,陳宗艷,李傳峰,劉光清

        (中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所,上海 200241)

        單股正鏈RNA病毒是一類(lèi)成員眾多的病毒大家族,其成員可以感染幾乎所有的動(dòng)物和植物,如由冠狀病毒引起的非典型性肺炎,由脊髓灰質(zhì)炎病毒導(dǎo)致的小兒麻痹癥,由丙型肝炎病毒(Hepatitis type C virus,HCV)引發(fā)的非A 非B病毒型肝炎,由口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus, FMDV)造成的動(dòng)物口蹄疫,由乙型腦炎病毒引發(fā)的人和動(dòng)物的流行性腦炎等。由此可見(jiàn),盡快找到治療、預(yù)防和控制RNA病毒性傳染病的藥物、疫苗或措施已成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)家亟需解決的問(wèn)題。要消滅病毒,首先要了解病毒,包括病毒的復(fù)制、表達(dá)和包裝等生命周期各個(gè)階段的特點(diǎn)。在漫長(zhǎng)的生物演化過(guò)程中,為了節(jié)約有限的基因資源、進(jìn)行高效的表達(dá)和復(fù)制,單股正鏈RNA病毒逐漸形成了一些可以自主調(diào)控病毒基因表達(dá)和復(fù)制功能的特殊性元件,即所謂的RNA順式作用元件(cis-acting RNA elements),包括保守的一級(jí)核苷酸序列和復(fù)雜的RNA高級(jí)結(jié)構(gòu)。大量研究資料表明,單股正鏈RNA病毒基因組末端的非編碼區(qū)(non-coding region,NCR)往往存在一些重要的順式調(diào)控元件,它們不僅參與RNA-RNA間相互作用,還可以通過(guò)與反式作用因子(transacting factor)結(jié)合,發(fā)揮對(duì)病毒基因組的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和組裝等過(guò)程的調(diào)控作用。本文就近年來(lái)一些關(guān)于單股正鏈RNA病毒基因組非編碼區(qū)的結(jié)構(gòu)與功能研究進(jìn)展情況進(jìn)行綜述。

        1 5'/3'NCR含有的特征性序列/結(jié)構(gòu)元件

        1.1 莖環(huán)結(jié)構(gòu) 單股正鏈RNA病毒基因組5'/3'NCR內(nèi)部的核苷酸常發(fā)生回文現(xiàn)象,多呈發(fā)夾樣莖-環(huán)結(jié) 構(gòu)(stem-loop structure,SL), 屬 于RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)。其中,莖區(qū)(stem)是RNA分子內(nèi)部反向重復(fù)序列通過(guò)堿基配對(duì)形成的雙鏈區(qū),而環(huán)區(qū)(loop)則是未配對(duì)的單鏈區(qū)。該結(jié)構(gòu)具有生物學(xué)功能,比如招募細(xì)胞因子,調(diào)控病毒復(fù)制和蛋白翻譯等過(guò)程。目前研究多集中在單鏈環(huán)區(qū)序列的特異性、雙鏈莖區(qū)的穩(wěn)定性以及莖環(huán)結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置等。

        1.2 核糖體內(nèi)部進(jìn)入位點(diǎn)(internal ribosomal entry site,IRES) 已有兩種蛋白質(zhì)翻譯機(jī)制得到證實(shí):一是真核生物多采取依賴(lài)于 RNA基因組5'端 m7 GpppN 帽子結(jié)構(gòu)的方式起始蛋白翻譯。二是某些病毒的RNA基因組雖然缺乏帽子結(jié)構(gòu)但卻以一種奇特的方式起始蛋白翻譯,例如腦心肌炎病 毒 (Encephalomyocarditis virus,EMCV) 5' NCR無(wú)帽子結(jié)構(gòu)卻擁有一段約534個(gè)核苷酸組成的一組RNA序列元件,它可以獨(dú)立招募核糖體起始蛋白的翻譯,正是憑借這一特殊元件,該病毒才能夠介導(dǎo)核糖體使之進(jìn)入 mRNA內(nèi)彼此結(jié)合,起始病毒蛋白質(zhì)的翻譯。因此,這種只對(duì)于自身基因組起作用的稱(chēng)為順式(cis)的RNA作用元件被稱(chēng)為內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(internal ribosome entry site,IRES)[1]。

        依據(jù)其結(jié)構(gòu)和功能,可將IRES歸為四種類(lèi)型:Ⅰ型多見(jiàn)于腸道病毒屬(Enterovirus)和鼻病毒屬(Rhinovirus),以脊髓灰質(zhì)炎病毒(Poliovirus,PV)為典型代表;Ⅱ型多見(jiàn)于心病毒屬(Cardiovirus)和口瘡病毒屬(Aphthovirus),以EMCV 為典型代表;Ⅲ型僅見(jiàn)于肝病毒屬(Hepatovirus)的甲型肝炎病毒(Hapatitis A virus,HAV );Ⅳ類(lèi)型多見(jiàn)于丙型肝炎病毒屬(Hepacivirus) 和瘟病毒屬(Pestivirus),分別以丙型肝炎病毒(Hapatitis C virus,HCV )和豬瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)為代表[2](圖 1)

        圖 1 內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)四種類(lèi)型Fig.1 Four types of internal ribosome-entry site (IRES) elements

        在HCV的5' NCR中,含有IRES元件的Ⅱa區(qū)能為頂端區(qū)域與核糖體亞基互相作用提供合適的作用平臺(tái)。同樣含有IRES的Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)為細(xì)胞翻譯起始因子(eukaryotic initiation factors,eIFs)與核糖體亞基的結(jié)合提供了作用平臺(tái)[3]。Ⅰ-Ⅲ型IRES元件包含有一段富含嘧啶堿基序列(Yn),后面緊隨約15~20個(gè)左右的核苷酸(Xm) 及 AUG,并且高度保守[4]。研究表明,完整基序?qū)τ贗RES發(fā)揮功能至關(guān)重要。據(jù)推測(cè),YnXmAUG 基序可能充當(dāng)小核糖體亞基的附著位點(diǎn),與腸病毒屬和EMCV不同的是存在于心病毒屬的泰勒病毒中的YnXmAUG基序在進(jìn)行體外翻譯以及病毒復(fù)制都是不可或缺的[5]。1.3 假節(jié)結(jié)構(gòu)(pseudoknot ,Pk) 自 1982年在黃蘿卜花葉病病毒中發(fā)現(xiàn)以來(lái),假節(jié)結(jié)構(gòu)才得到足夠認(rèn)識(shí),其本質(zhì)是由不同莖環(huán)結(jié)構(gòu)的單鏈環(huán)之間發(fā)生互補(bǔ)配對(duì)而構(gòu)成的三級(jí)結(jié)構(gòu)。例如,在博卡病毒(Kobuvirus)、腸道病毒(Enterovirus)以及FMDV等基因組5'/3'兩端發(fā)現(xiàn)有一至數(shù)個(gè)假節(jié)結(jié)構(gòu)存在。有趣的是,相吻作用(kissing interaction)就屬于假節(jié)結(jié)構(gòu)中的典型代表。脊髓灰質(zhì)炎病毒(Poliovirus, PV)的3' NCR中X和Y兩莖環(huán)的單鏈環(huán)區(qū)各有六個(gè)堿基發(fā)生互補(bǔ)關(guān)系存在相吻作用(圖2)[6]。但受條件所限,至今對(duì)于假節(jié)結(jié)構(gòu)的了解仍然不清楚,據(jù)推測(cè)這種特殊的RNA元件可能為翻譯起始因子和核糖體相互識(shí)別而提供了作用結(jié)合位點(diǎn),也可能起到激活I(lǐng)RES活性最終達(dá)到影響病毒翻譯過(guò)程的目的[7]。

        圖2 脊髓灰質(zhì)炎病毒(PV)的3'NCR中存在假節(jié)結(jié)構(gòu)Fig.2 The pseudoknot(Pk)in the 3'NCR of Poliovirus(PV)

        2 5'NCR高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

        2.1 5' NCR對(duì)病毒基因組復(fù)制的調(diào)控 Witwer等[8]發(fā)現(xiàn)5'NCR 與單股正鏈RNA病毒的復(fù)制關(guān)系十分甚為密切。在腸道病毒5'NCR中存在著大量高度保守的RNA順式作用元件。其中一個(gè)非常明顯形似“四葉式苜蓿草樣莖環(huán)結(jié)構(gòu)(cloverleaf,CL)”,它內(nèi)部的信號(hào)元件相互重疊被視為具有調(diào)節(jié)功能的關(guān)鍵性開(kāi)關(guān)作用,參與調(diào)控病毒蛋白翻譯以及RNA復(fù)制。例如,當(dāng)宿主細(xì)胞蛋白PCBP2和病毒聚合酶前體蛋白3CDpro分別與四葉式苜蓿草樣莖環(huán)結(jié)構(gòu)(CL)的分支SL-B和SL-D相互作用[9]后所產(chǎn)生的結(jié)果迥然不同,前者能極大增強(qiáng)病毒蛋白翻譯的效率;而后者將抑制病毒蛋白的翻譯,同時(shí)促進(jìn)負(fù)鏈RNA的合成。因此,Andrea等[10]推測(cè)這些存在于RNA元件內(nèi)的四葉式苜蓿草樣莖環(huán)結(jié)構(gòu)(CL)可能攜帶病毒翻譯和復(fù)制的信號(hào),當(dāng)它與細(xì)胞蛋白(PCBP2)等結(jié)合后,將以核糖核酸蛋白復(fù)合物(ribonucleoprotein,RNP)的形式來(lái)調(diào)控病毒蛋白翻譯和RNA復(fù)制。

        此外,Herold和Andino[11]又提出了一種模型(圖3),即在合成負(fù)鏈RNA之前,脊髓灰質(zhì)炎病毒(PV)基因組5' /3'端可發(fā)生環(huán)化作用,其中poly(A)結(jié)合蛋白(poly(A) binding protein,PABP)發(fā)揮中間橋梁的作用,其他兩端分別與poly(A)尾和核糖核酸蛋白復(fù)合物(RNP)相連并產(chǎn)生相互作用。顯然,核糖核酸蛋白復(fù)合物(RNP)對(duì)于促進(jìn)病毒復(fù)制和增殖來(lái)說(shuō)都是必需的。

        圖 3 脊髓灰質(zhì)炎病毒基因組末端序列環(huán)化模型Fig.3 The model of Poliovirus(PV)genome circularizes in the 5'/3'NCR

        FMDV基因組5' NCR頂端存在一個(gè)大的莖環(huán)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為S片段(S fragment),Serrano等[12]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)已證實(shí),該S片段與poly(A)尾在體外存在相互作用。因此推測(cè)該S片段可能在RNA復(fù)制中發(fā)揮一定作用。研究表明,丙型肝炎病毒(HCV)的IRES總共有3個(gè)區(qū)域(區(qū)域Ⅱ-Ⅳ)。Kim等[13]已證實(shí)丙型肝炎病毒(HCV)基因組前40個(gè)堿基(包括區(qū)域Ⅰ)和IRES中的區(qū)域Ⅱ?qū)τ诓《净蚪M復(fù)制都是必要的。而IRES另外兩個(gè)區(qū)域(區(qū)域Ⅲ和區(qū)域Ⅳ)雖不是復(fù)制所必需,但能輔助前兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行復(fù)制,影響到RNA復(fù)制的效率。Friebe等[14]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),雖然丙型肝炎病毒(HCV)5' NCR的前125個(gè)堿基對(duì)于RNA復(fù)制很關(guān)鍵,但其5' NCR的完整性對(duì)于基因組RNA能否高效地進(jìn)行復(fù)制來(lái)說(shuō)極其重要。

        2.2 5' NCR對(duì)病毒基因組轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 馬動(dòng)脈炎病毒(Equine arteritis virus,EAV)基因組RNA和亞基因組RNA的5'NCR中包括一個(gè)前導(dǎo)序列(leader)。EAV 5'末端313個(gè)堿基對(duì)于病毒翻譯、RNA復(fù)制和亞基因組的合成都是必需的[15]。在5'NCR中,RNA通過(guò)折疊形成高級(jí)結(jié)構(gòu),其中包括五個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)(SL A-E)、一段富含嘧啶堿基片段,其后還有五個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)(SL F-J)[16],它們分別位于基因組前導(dǎo)序列及部分ORF1a內(nèi)。莖環(huán)G在前導(dǎo)序列中,其上有保守性的轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列(transcription-regulating sequence,TRS),另外在ORF1b下游也存在一個(gè)與之互補(bǔ)的TRS(“body”TRSs)。二者之間的相互作用對(duì)于亞基因組的合成十分必要[17]。

        2.3 5'NCR對(duì)病毒基因組翻譯的調(diào)控 實(shí)驗(yàn)證明,小RNA病毒科甲型肝炎病毒(Hepatitis A virus,HAV)5'NCR中存在一些類(lèi)似口瘡病毒屬和心病毒屬的順式作用元件[18],其中就包括核糖體內(nèi)部進(jìn)入位點(diǎn)(IRES),它在病毒蛋白的翻譯起始過(guò)程中發(fā)揮重要作用。此外,還發(fā)現(xiàn)HAV 5'NCR與宿主細(xì)胞的三磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)存在相互作用,參與調(diào)節(jié)蛋白的翻譯[19]。另?yè)?jù)報(bào)道稱(chēng),病毒蛋白前體3ABC在體外能結(jié)合到5'NCR上[20]。在HCV靠近5' NCR的核心編碼區(qū)中存在兩個(gè)保守的莖環(huán)結(jié)構(gòu)(SL-Ⅴ和SL-Ⅵ),二者可能通過(guò)降低5'NCR和核心編碼區(qū)之間的抑制作用來(lái)激活I(lǐng)RES元件的功能[21]。最近有研究表明,在SL-Ⅵ的5'端(428~442 nt)和5' NCR中的24~38 nt序列間存在相互作用,這對(duì)依賴(lài)IRES的翻譯機(jī)制十分重要[22]。

        2.4 5' NCR參與的RNA-RNA/protein相互作用登革熱病毒(Dengue virus,DENV)5' NCR中存在一個(gè)大的莖環(huán)(SLA),它的作用可能是促進(jìn)負(fù)鏈RNA的合成[23]。位于SLA下游有一段富含U的保守序列,其作用是在轉(zhuǎn)染的細(xì)胞中調(diào)控RNA合成。另外,靠近起始密碼子處還有一個(gè)小發(fā)夾結(jié)構(gòu)(SLB),該作用元件又包括一個(gè)5'端上游AUG區(qū)域,它與3'UAR存在堿基互補(bǔ)關(guān)系。此外,在5'端編碼蛋白C的環(huán)化序列(5'CS)和3'莖環(huán)結(jié)構(gòu)中的環(huán)化序列(3'CS)之間也具有互補(bǔ)堿基。這種發(fā)生在基因組兩末端的長(zhǎng)距離相互作用和環(huán)化作用已得到證實(shí),可見(jiàn)它們對(duì)于DENV的RNA復(fù)制有重要作用[24]。

        3 3'NCR內(nèi)高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

        3.1 3' NCR對(duì)病毒基因組復(fù)制的調(diào)控 小RNA病毒科3'NCR內(nèi)存在一級(jí)和高級(jí)結(jié)構(gòu), Rohll等[25]已發(fā)現(xiàn),F(xiàn)MDV 3'NCR 的 74 個(gè)核苷酸缺失后導(dǎo)致病毒 RNA的復(fù)制效率降低,說(shuō)明3'NCR 在病毒復(fù)制過(guò)程中具有重要作用,可能參與了正鏈與負(fù)鏈合成的起始。又如PV 3' NCR具有兩個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)(X和Y),研究發(fā)現(xiàn)X莖環(huán)與poly(A)尾之間存在堿基配對(duì)關(guān)系,因此推測(cè)PV 3'NCR與poly(A)尾一起共同構(gòu)成負(fù)鏈RNA合成的復(fù)制起始位點(diǎn)[26]。另?yè)?jù)報(bào)道PV的3'NCR中X和Y兩莖環(huán)的單鏈環(huán)區(qū)各有六個(gè)堿基存在相吻作用(kissing interaction)[27]。Brown等[28]通過(guò)對(duì)PV3'NCR序列進(jìn)行突變后證實(shí),破壞此結(jié)構(gòu)后基因組和亞基因組RNA的復(fù)制水平將有所降低,但并不會(huì)影響到RNA的正常翻譯。

        令人驚訝的是同屬的鼻病毒14(Rhinovirus 14)能夠替代PV的 3'NCR[29],表明PV的3Dpol與自身基因組RNA之間在復(fù)制過(guò)程中不存在特殊依存關(guān)系。另?yè)?jù)報(bào)道,即使刪除PV的3' NCR之后,也不會(huì)影響PV在Hela細(xì)胞中的生長(zhǎng),只是抑制了病毒負(fù)鏈RNA的合成[30],提示PV的3' NCR可能有關(guān)鍵性的RNA順式作用元件,保證了起始負(fù)鏈RNA合成的精準(zhǔn)性。

        盡管PV和腸道病毒屬其他成員的poly(A)尾長(zhǎng)約90 nt,但與之互補(bǔ)的poly(U)卻只有20 nt[31],這與之前研究是相符的,即poly(A)尾中只有20個(gè)核苷酸對(duì)于PV的復(fù)制和與PABP結(jié)合才是必需的[32]。HCV的3'NCR內(nèi)含有三個(gè)區(qū)域,分別為可變區(qū)(VR)、poly(U/UC)和高度保守的3'X尾。其中3'X尾又包括三個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)SL1、SL2和SL3。Yi等[33]通過(guò)缺失突變HCV亞基因組RNA復(fù)制子N端,發(fā)現(xiàn)3'NCR大部分序列中(包括3' X尾及poly(U/UC))含有參與RNA復(fù)制的重要調(diào)控元件。雖然3'NCR的其余序列對(duì)于復(fù)制并不是必需的,但它能夠增強(qiáng)RNA的復(fù)制水平。另有研究發(fā)現(xiàn)3'X尾和poly(U/UC)在病毒的感染性方面也發(fā)揮一定作用[34]。

        研究表明,位于HCV基因組3' NCR上游具有RNA聚合酶活性的非結(jié)構(gòu)蛋白(NS5B)的C端編碼區(qū)內(nèi)存在一個(gè)高度保守的穩(wěn)定的莖環(huán)結(jié)構(gòu)SL-Ⅴ,對(duì)RNA復(fù)制十分重要[35]。研究發(fā)現(xiàn),純化的NS5B能夠與SL-Ⅴ特異性結(jié)合[36]。You等[37]也認(rèn)為,SL-Ⅴ作為RNA順式作用元件在HCV復(fù)制中發(fā)揮了重要作用,將SL-Ⅴ移到3'NCR中,結(jié)果導(dǎo)致病毒RNA的復(fù)制效率降低。此外,SL-Ⅴ頂端環(huán)與位于3'NCR 內(nèi)的SL-2上的環(huán)區(qū)還存在相吻作用[38]。正是這一假結(jié)結(jié)構(gòu)利用不同莖環(huán)間的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式來(lái)達(dá)到修正病毒RNA復(fù)制的目的。還有研究認(rèn)為,一或多個(gè)反式作用因子可與保守的X尾存在相互作用,這可能增強(qiáng)相吻作用[39]。Diviney等[40]推測(cè),SL-Ⅴ中的環(huán)結(jié)構(gòu)與NS5B上游約200個(gè)核苷酸的未配對(duì)序列可能存在著長(zhǎng)距離的相互作用。

        黃病毒屬的3'NCR比較特殊,如DENV 3'NCR區(qū)域Ⅱ包括保守序列和兩個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)(A2和A3),在莖環(huán)上還存在一個(gè)形似啞鈴狀的保守序列元件[41]。若缺失A2或A3后會(huì)減弱病毒RNA的復(fù)制水平。最保守的區(qū)域III也含有一個(gè)穩(wěn)定的莖環(huán)結(jié)構(gòu)(3' SL),該莖環(huán)結(jié)構(gòu)是RNA復(fù)制必需的[42]。在3'SL上游還有保守的環(huán)化序列(CS1或3'CS)。蜱 傳 腦 炎 病 毒(Tick-borne encephalitis virus,TBEV)基因組可分為可變區(qū)和3'末端核心元件區(qū)[43]。在距3'末端有90~100個(gè)堿基序列可形成一個(gè)高度保守的結(jié)構(gòu)元件,該結(jié)構(gòu)是所有黃病毒科的典型特征。最近發(fā)現(xiàn),TBEV的環(huán)化序列(5'-CS-A和3'-CSA)與以蚊為傳播媒介的登革熱病毒的CS元件并無(wú)相關(guān)性,二者在基因組中位置不同[44],如TBEV的5'-CS-A位于5'NCR內(nèi)AUG的上游,3'-CS-A則在3'SL的莖部;另一個(gè)不同點(diǎn)是TBEV的C蛋白編碼區(qū)不是RNA復(fù)制所必需的。

        EAV基因組和亞基因組負(fù)鏈RNA合成都是在3'末端起始的。經(jīng)分析EAV 3'末端序列長(zhǎng)200 nt,其中有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域?qū)τ赗NA合成十分重要[45]。第1個(gè)結(jié)構(gòu)域在3' NCR上游(12 610~12 654 nt),內(nèi)有一個(gè)小莖環(huán)(SL Ⅳ);第2個(gè)結(jié)構(gòu)域在3' NCR內(nèi)部(12 661~12 690 nt)并折疊成一個(gè)大莖環(huán)結(jié)構(gòu)(SLⅤ)。

        PRRSV的ORF7位于3' NCR上游并含有一段34 nt的序列,是負(fù)鏈RNA合成必需的[46]。該序列高度保守并能形成一個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu),在莖環(huán)的環(huán)結(jié)構(gòu)上有一段7 nt長(zhǎng)的序列能與3' NCR中的一個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)生相吻作用,對(duì)于病毒復(fù)制是必需的。

        杯狀病毒3' NCR長(zhǎng)短不一。鼠諾如病毒(Murine norovirus,MNV)3' NCR中擁有保守的次級(jí)結(jié)構(gòu),類(lèi)似的情況也出現(xiàn)在人類(lèi)諾如病毒、水泡疹病毒和札幌病毒中。在MNV的3' NCR中有兩個(gè)大莖環(huán)結(jié)構(gòu),其中一個(gè)末端發(fā)夾從7330 nt到末尾,另一個(gè)在7329 nt附近。通過(guò)對(duì)末端莖環(huán)突變后分析,發(fā)現(xiàn)這對(duì)RNA復(fù)制十分重要[47]。在FCV基因組3'末端也存在莖環(huán)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)位于3'NCR中并且靠近ORF3[48]。宿主細(xì)胞蛋白La、PTB和PAB均能與諾如病毒3'NCR-poly(A)中的順式作用元件結(jié)合,但相應(yīng)的生物學(xué)功能目前不明確。

        3.2 3'NCR對(duì)病毒基因組翻譯的調(diào)控 對(duì)于小RNA病毒, PABP在poly(A)的協(xié)助下通過(guò)結(jié)合IRES元件,從而達(dá)到增強(qiáng)翻譯起始效率的目的[49]。PABP 的完整性和 poly(A)尾結(jié)構(gòu)狀態(tài)對(duì)于翻譯的影響并不大[50]。研究發(fā)現(xiàn),PV 3' NCR 能夠激發(fā)IRES的活性,這樣可以長(zhǎng)時(shí)間維持病毒 RNA 5'NCR與 3'NCR末端的相互作用,從而使病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)具有持久的活性[51]。

        3.3 3' NCR參與的RNA-RNA/protein相互作用FMDV 3' NCR 能夠激發(fā) IRES的活性,但是這種激發(fā)作用與病毒基因組 3'末端 poly(A)尾的結(jié)構(gòu)及病毒蛋白酶(Lb)無(wú)任何關(guān)聯(lián)[52]。也許是由于病毒基因組5'和 3'末端之間形成了穩(wěn)定的 RNARNA 環(huán)化作用引起的,也有可能是病毒RNAProtein相互作用引起的,或者兼而有之。

        最近有研究表明,F(xiàn)MDV的3'NCR中的每個(gè)莖環(huán)都能在體外與5'NCR的S片段相互作用,并且這種相互作用必須依賴(lài)于poly(A)尾存在的前提下才能起作用[53]。HAV 3' NCR中有一個(gè)假結(jié)體結(jié)構(gòu)。GAPDH不僅能夠與5' NCR相互作用,還能結(jié)合到3' NCR和基因組編碼區(qū)3Dpol基因序列的上游[54]。EAV兩種細(xì)胞蛋白(PTB和醛縮酶)能特異性的與3'NCR相互作用,但這種作用的生物學(xué)意義還不清楚。

        4 結(jié)語(yǔ)

        近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)單股正鏈RNA病毒基因組的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了大量的研究,不僅有助于我們對(duì)此類(lèi)病毒生命活動(dòng)的了解,而且揭示了一些重要病毒的蛋白翻譯、RNA復(fù)制以及病毒包裝等過(guò)程的特征。如單股正鏈RNA病毒基因組中富含的RNA順式作用元件,以及它們?cè)诓《净蚪M復(fù)制以及增強(qiáng)病毒蛋白翻譯起始等復(fù)雜過(guò)程中的作用等。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于人們了解RNA病毒的致病機(jī)理,并研發(fā)新型抗病毒藥物或疫苗等都提供了重要理論依據(jù)。

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