恶性疟原虫膜蛋白质Pf332的转运及功能分析

疟疾是威胁人类健康的重要传染病之一，控制疟疾的危害是整个国际社会的共同目标。消灭疟疾是我国"健康2020"的主要目标之一。本课题以恶性疟原虫表达一个最大的蛋白质（Pf332）作为研究对象，目的是揭示虫体的致病相关因子在细胞内表达，传输的分子机制及与虫体侵入红细胞的关系。Pf332是恶性疟原虫基因组中编码最大的一个蛋白质，也是恶性疟原虫特有的蛋白质。生物信息学分析表明该分子具有一个典型的跨膜区。其膜外区非常保守而且含有一个与红细胞结合基团（Duffy-binding like domain, DBL）相类似的功能区，但其功能还有待于确定。本课题以充分的前期结果为基础，采用单克隆抗体、蛋白质结晶、蛋白质与蛋白质相互作用及基因转染等技术手段对该分子展开系统的研究，以期揭示Pf332分子在虫体所寄生红细胞内的确切表达位置和功能。研究成果对制备新型抗疟药物和研制抗疟疫苗具有重要意义。

恶性疟疾是由疟原虫引起的重要热带传染病，每年死亡人数超过一百万，我国恶性疟疾流行区主要集中在海南岛，中缅边境等地区。随着边境贸易和对外援助项目的增加，输入性疟疾病例也逐年增加，消灭疟疾是我国“健康2020”的主要目标之一。恶性疟原虫侵入人体后释放大量的蛋白质，Pf332是恶性疟原虫基因组中编码最大的蛋白质之一，也是恶性疟原虫特有的蛋白质，其分子量大约是740kD。. 本课题以该蛋白分子作为研究对象，对Pf332分子在细胞内的表达及传输过程、表达后入侵人体红细胞的相关性进行了研究。同时也对Pf332分子主要功能区的结构进行了分析，制备了抗Pf332-DBL分子的单克隆抗体并利用抗体识别的Pf332分子结构域及序列进行了一系列的分析。.本课题的重要成果包括以下方面：利用制备的抗Pf332-DBL区单克隆抗体鉴定了该区第1到第25个氨基酸和第76到第100个氨基酸部分是抗原表位的关键区域；利用制备的五种质粒：PCHD-Pf332DBL-GFP，PCHD-Pf332tm-GFP、PCHD-Pf332DBLtm-GFP、PCHD-Pf332WR-GFP和PCHD-Pf332tmWR-GFP分别转染到恶性疟原虫两个不同的虫株内，在转染的MS-822株中发现只有PCHD-Pf332DBLtm-GFP质粒转染后的虫体能将编码的蛋白质成功的转运出虫体的纳虫空泡以外，而3D7株所有表达的蛋白质均被封闭在纳虫空泡中。由此提示，恶性疟原虫的Pf332分子的DBL区而不是WR区是虫体蛋白质转运到染虫红细胞的莫氏裂隙（MC）中所必须的；在恶性疟原虫中存在的PEXEL-Like-motif只是一个类似PEXEL-motif的结构，不具备信号肽的功能；Pf332-DBLtm-3TY-GFP蛋白质在恶性疟原虫不同的虫株中转运的路径及转运数量不同，在恶性疟原虫MS-822虫株中主要是通过莫氏裂隙大量转运的，而在恶性疟原虫3D7株中只能通过微囊泡（microvesicles, MVs）少量转运；Pf332蛋白质能够与红细胞骨架成分β-actin特异性结合。研究成果对制备新型抗疟药物和研制抗疟疫苗具有重要意义。