肠道病毒71型衣壳蛋白中带正电荷氨基酸残基的作用

Enterovirus 71 (EV-A71), a positive-stranded RNA virus, is the major cause of hand, foot, and mouth disease (HFMD) in children, which can cause severe central nervous system disease and death. The capsids of EV-A71 consist of 60 copies of each of four viral structural proteins (VP1 to VP4), with VP1, VP2, and VP3 exposed on the surface and VP4 arranged internally. The capsids play a central role in particle uncoating, assembly and cell entry. To gain insight into the role of positively charged residues in VP1 and VP4 in these processes, a charged-to-alanine scanning analysis will be performed using an infectious cDNA clone of EV-A71. We will study the infectivity, thermal stability and sensitivity to entry inhibitors of the charged-to-alanine mutants and reveal the intra- and intermolecular interactions of the capsid proteins by selecting revertants of replication defective and lethal mutations. Our study will highlight the importance of positively charged residues in capsids during infectious particle production and identify conditional mutations that can increase thermal stability or resistant to entry inhibitors, providing potential strategies for rational vaccine design and antiviral therapy against EV-A71.

肠道病毒71型（EV-A71）是导致婴幼儿手足口病的主要病原体，它的衣壳由60个拷贝的结构蛋白（VP1-VP4）组成，其中VP1-VP3暴露在病毒颗粒表面而VP4隐藏在病毒内部。衣壳蛋白在病毒进入细胞、脱衣壳和组装过程中发挥重要作用。带正电荷氨基酸残基在衣壳蛋白中序列相对保守，为阐明衣壳蛋白VP1和VP4中这一类残基的作用，本申请拟利用EV-A71感染性cDNA克隆通过丙氨酸扫描法研究突变对病毒感染性、热稳定性和对进入抑制剂敏感性的影响，并通过解析复制缺陷和致死突变的回复突变机制揭示衣壳蛋白组分内部或与其它蛋白之间的相互作用关系。本研究的开展将鉴定出在EV-A71感染性颗粒形成过程中起关键性作用的氨基酸残基，发现具有增强热稳定性或耐受进入抑制剂的条件性突变，为疫苗理性设计和抗病毒药物研究提供实验依据。

肠道病毒71型（enterovirus 71, EV-A71）属于肠道病毒属，小RNA病毒科（Picornaviridae），是引起婴幼儿手足口病（hand, foot, and mouth disease, HFMD）的主要病原体之一。临床上许多重症手足口病常由EV-A71感染所致。肠道病毒基因组为单股正链RNA，大小约为7.5 kb。成熟的肠道病毒颗粒直径约30 nm，无包膜，球状呈二十面体对称，每个颗粒含有60个拷贝的衣壳蛋白，每个衣壳蛋白由暴露在病毒颗粒表面的VP1，VP2，VP3和分布在颗粒内表面的VP4组成。本项目旨在（1） 鉴定出衣壳蛋白VP1和VP4中在EV-A71进入细胞、脱衣壳和组装过程中起关键作用的带正电荷的氨基酸残基。（2） 通过筛选回复突变揭示衣壳蛋白组分内部或与其它蛋白之间的相互作用关系，从而提示一种新的抗EV-A71策略。（3） 发现具有增强热稳定性或耐受进入抑制剂的条件性突变。通过项目的成功实施，我们鉴定出VP1和VP4上所有关键的带正电荷的氨基酸残基，并通过筛选回复突变揭示出衣壳蛋白组分内部或与其它蛋白之间的相互作用关系，鉴定出具有具有增强热稳定性或耐受进入抑制剂的条件性突变。我们进一步阐明了衣壳蛋白VP1和VP4中带正电荷氨基酸残基在EV-A71感染性颗粒形成过程中的作用。通过项目资助，我们已发表了3篇SCI文章，申请一项专利，联合培养了2名硕士。.