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张改平院士研究团队成功解析PRRSV感染必需受体的关键结构域

2018-07-22 来源:中国病毒学论坛  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:自从上世纪80年代末在美国发现以来,PRRS在全球范围内广泛传播,已成为全世界猪病控制上的一大难题。1995年以来,该病在我国长期流行,给国内生猪产业带来了难以估量的经济损失。

 河南省农业科学院动物免疫学重点实验室研究团队近期在国际病毒学权威期刊《JournalofVirology》上正式发表了题目为“TheCrystalStructureoftheFifthScavengerReceptorCysteine-RichDomainofPorcineCD163RevealsanImportantResidueInvolvedinPorcineReproductiveandRespiratorySyndromeVirusInfection”的研究论文,报道了猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcinereproductiveandrespiratorysyndromevirus,PRRSV)感染宿主必需受体CD163关键结构域SRCR5的三维结构。猪繁殖与呼吸综合征(porcinereproductiveandrespiratorysyndrome,PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSvirus,PRRSV)引起的一种以怀孕母猪流产、死胎及各生长阶段猪呼吸障碍为主要特征的猪传染病

 
自从上世纪80年代末在美国发现以来,PRRS在全球范围内广泛传播,已成为全世界猪病控制上的一大难题。1995年以来,该病在我国长期流行,给国内生猪产业带来了难以估量的经济损失。之前研究报道PRRSV感染是由宿主细胞表面受体介导的。近期,国际上多个研究团队利用CRISPR-Cas9技术构建基因编辑猪证实清道夫受体CD163为PRRSV感染必需受体,其中富含半胱氨酸的SRCR5结构域为该受体结合PRRSV的关键区域,但是CD163SRCR5结构域三维结构及其参与PRRSV感染的氨基酸位点尚未报道。
 
该研究团队通过X-射线蛋白质晶体学技术解析了猪源CD163SRCR5结构域的三维结构,并在此结构基础上通过功能实验发现了该结构域中介导PRRSV入侵的重要氨基酸位点,为深入阐明PRRSV感染机制提供了结构理论依据。

博士研究生马红芳与博士江龙光为本文共同第一作者,张改平院士与助理研究员李睿为本文共同通讯作者。
 
河南省农业科学院动物免疫学重点实验室长期进行PRRSV病原学、致病机制、免疫逃逸机制研究,先后获得国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上及青年基金项目、河南省基础与前沿研究计划等科研项目资助,近5年发表SCI论文16篇。目前该研究团队正在进行PRRSV入侵及持续感染机制方面的研究,已获得多项研究成果。
 
TheCrystalStructureoftheFifthScavengerReceptorCysteine-RichDomainofPorcineCD163RevealsanImportantResidueInvolvedinPorcineReproductiveandRespiratorySyndromeVirusInfection.
 
Abstract
 
Porcinereproductiveandrespiratorysyndrome(PRRS)hasbecomeaneconomicallycriticalfactorinswineindustrysinceitsworldwidespreadinthe1990s.Infectionbyitscausativeagent,PRRSvirus(PRRSV),wasproventobemediatedbyanindispensablereceptor,porcineCD163(pCD163),andthefifthscavengerreceptorcysteine-richdomain(SRCR5)isessentialforvirusinfection.However,thestructuraldetailsandspecificresiduesofpCD163SRCR5involvedininfectionhavenotbeendefinedyet.Inthisstudy,wepreparedrecombinantpCD163SRCR5inDrosophilamelanogasterSchneider2(S2)cellsanddetermineditscrystalstructureatahighresolutionof2.0?.Thisstructureincludesamarkedlylongloopregionandshowsaspecialelectrostaticpotential,andthesearesignificantlydifferentfromthoseofothermembersofthescavengerreceptorcysteine-richsuperfamily(SRCR-SF).Subsequently,wecarriedoutstructure-basedmutationalstudiestoidentifythatthearginineresidueatposition561(Arg561)inthelongloopregionisimportantforPRRSVinfection.Further,weshowedArg561probablytakeseffectonthebindingofpCD163toPRRSVduringvirusinvasion.AltogetherthecurrentworkprovidesthefirstviewoftheCD163SRCRdomain,expandsourknowledgeoftheinvasionmechanismofPRRSV,andsupportsamolecularbasisforpreventionandcontrolofthevirus.
 
IMPORTANCE:
 
PRRShascausedhugeeconomiclossestopigfarming.ThesyndromeiscausedbyPRRSV,andPRRSVinfectionhasbeenshowntobemediatedbyhostcellsurfacereceptors.Oneofthem,pCD163,isespeciallyindispensable,anditsSRCR5domainhasbeenfurtherdemonstratedtoplayasignificantroleinvirusinfection.However,itsstructuraldetailsandtheresiduesinvolvedininfectionareunknown.Inthisstudy,wedeterminedthecrystalstructureofpCD163SRCR5andthencarriedoutsite-directedmutationalstudiesbasedonthecrystalstructuretoelucidatewhichresidueisimportant.OurworknotonlyprovidesstructuralinformationontheCD163SRCRdomainforthefirsttimebutalsoindicatesthemolecularmechanismofPRRSVinfectionandlaysafoundationforfutureapplicationsinpreventionandcontrolofPRRS.
 
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