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牛病毒性腹泻病毒结构蛋白功能相关研究进展
李婷玉李雪梅石慧娟蔡锦顺*
（延边大学农学院动物医学系，吉林延吉133002）
摘要：牛病毒性腹泻病毒为黄病毒科(Flaviviridae)癌病毒属(Pestivirus)的代表种，这个属的成员中还包括羊边界病毒(BDV)和猪癌病毒(CSFV)。病毒基因组为单股正链RNA。论文就牛病毒性腹泻病毒已定位的4种结构蛋白、8种非结构蛋白以及3'和5'非翻译区的基因结构特征及其编码蛋白的合成与功能研究进行了综述，为牛病毒性腹泻的防控和疫苗研制提供参考。
关键词：牛病毒性腹泻病毒：基固组结构：蛋白功能
牛病毒性腹泻病毒(Bovineviraldiarrheavirus，BVDV)可引起许多临床症状和一些疾病，包括繁殖障碍、呼吸综合征、先天性缺陷、肠炎、持续感染(PI)和黏膜病(MD)等，易感动物除牛以外，还包括骆驼、绵羊、山羊、猪、鹿及多种野生反动物。该病毒呈世界性分布，广泛分布于美国、澳大利亚、新西兰、匈牙利、加拿大、阿根廷、日本、印度以及非洲和欧洲许多养牛发达国家，是危害养牛业的重要病原之一。研究发现，其感染宿主涉及到了大部分偶蹄家畜和部分野生偶蹄动物。每年死于BVDV感染的牛不少于500万头，占饲养牛总数的0.5%~1%。 BVDV感染怀孕母奋，造成胎儿产生免疫耐受，进而发展为持续性感染病畜，多数持续性感染动物外观健康，但生产性能下降，且成为重要的传染源。BVDV还是牛源生物制晶(血清、冻精、胚胎、疫苗等)的污染源，给畜牧业生产和相关商业领域造成巨大的经济损失。
1BVDV基因组结构
BVDV基因组为单股正链RNA，长度为12.3kb~12.5kb,包括一个5”非翻译区(untranslatedregion,5°UTR)，一个编码4种结构蛋白的(p14.gp48.gp25和gp53)和8种非结构蛋白(p20(Npro).p7、p125(NS23/NS3),p10(NS4A),p30(NS4B)-p58(NS5A)和 p75(NS5B)的开放阅读框(open readingframe,ORF)以及一个3'非翻译区(3°UTR)。其5" UTR含有复制所需要的顺势作用元件和一个非帽依赖的翻译起始所需的内部核糖体进人位点(intemal ribosom entry site，IRES或ribosomol landingpads，RPL);3'UTR含有参与RNA复制的信号；开效阅读框，可被靶细胞核糖体转录翻译成一个大约4000个氨基酸残基的前体蛋
2BVDV的5'UTR和3'-UTR
BVDV的5'-UTR约由380~385个核苷酸组成，5'末端无甲基化的"帽子"结构，5”-UTR序列在各BVDV毒株间有较高的保守性，因此常根据5'-UTR的序列合成引物来检测BVDV或用于对BVDV 的分型。BVDV的5'-UTR中有6个AUCG,但这些AUG均不能启动蛋白翻译，也没有相应的表达产物，BVDV的5'-UTR具有相当保守且稳定的二级结构。Deng建立了瘟病毒属5'-UTR的二级结构模型，以BVDV-1NADL株较为典型，分为A.B.C、D4个功能区,其中C区是个保守的不完全茎-环结构，D区占5”=UTR的2/3,其二级结构较为保守。5’-UTR内部有核糖体结合位点，核糖体中的18SrRNA 3'保守序列GUCGAAACAAGG与癌病毒5＇-UTRIRES结合，在空间上有利于从ORF的AUG处启动翻译，这种结合不依赖于5'端的结构，在BVDV-2IRES决定病毒的毒力。瘟病毒属5'-UTR序列高度同源性和相似的二级结构说明，这一结构在病毒转录、翻译过程中起重要作用，痘病毒属病毒可能以相似的机制进行转录和翻译，
3BVDV的大开放阅读框架
BVDV的ORF编码-个近4000个氨基酸的多聚蛋白。多聚蛋白由细胞和病毒基因编码的蛋白酶在翻译的同时或翻译后加工至少1种成熟的蛋白质，编码蛋白质的基固在基固组对应的位置为5' p20p14(C)gp48gp25gp53p7p125p10p30p58p753' ,其中p14、gp48.gp25、gp53是病毒的结构蛋白，其余为非结构蛋白。
多聚蛋白经加工后，最先形成的是p20蛋白和前体蛋白Prgp140、 p125和PrP175。p20蛋白是BVDVN端的第1个产物,Prgp140是病毒结构蛋白的前体分子，分子质量为140ku的糖蛋白，对Prgp140的加工主要是在内质网上由宿主细胞的信号肽酶裂解，Prgp140首先裂解为Prgp116,最后加工成gp53.gp48和gp25,无论是在感染的宿主细
胞中还是病毒粒子上，这三种糖蛋白分子间均通过二硫键连接，形成二聚体。糖蛋白的这种二聚体对病毒粒子的装配十分重要，正是这些二聚体共同构成病毒的囊膜结构，这种结构在其他病毒中尚未发现。 PrP175是病毒非结构蛋白前体分子，首先裂解为PrP165，再依次裂解为p10.p30.p58和p75。
BVDV不同毒株间ORF内部结构蛋白及非结构蛋白p54.p58区在核苷酸序列及氮基酸序列上较其他区域变异大，对结构蛋白和非结构蛋白p54氨基酸的序列进一步分析，得到4个保守区C1.C2.C3.C4 和3个高变区V1.V2、V3。平均氨基酸的同源性达到90%以上的为保守区，平均氨氮基酸同源性低于70%的为高变区。C1.C2和C3区分别位于病毒核蛋白p14和糖蛋白gp48和gp25,C4区域位于gp53和p53的连接处。三个高变区中，V1.V2位于病毒糖蛋白gp53上，疏水性分析表明，V1、V2区是亲水的说明V1和V2存在于病毒粒子的外表面，因此推测V1和V2的结构域可能是糖蛋白gp53的保护性抗原表位。第3 个可变区V3是最大的一个，位于非结构蛋白p54的N末端，尽管这一区域的主要氮基酸序列是高度可变的，但其疏水性在病毒属中是恒定的，表明其功能性选择是由其疏水性，而不是由其氨基酸的序列决定的。
4BVDV的结构蛋白
BVDV编码的结构蛋白主要位于BVDV基因组的5'-N端部分。前体蛋白Prgp140经蛋白水解酶的切剂和糖基化酶的修饰，被加工成为成熟的病毒结构蛋白p14.gp48、gp25和gp53，其中gp48.gp25和 gp53是糖基化蛋白。
4.1核心蛋白p14。核心蛋白p14又称C，是非糖基化蛋白，位于 ORF的505位~810位核苷酸，由102个氨基酸残基组成，分子质量约 14ku。p14蛋白蔬水性很强，N端由p20水解产生，C端由宿主细胞的信号肽切割产生，是BVDV的核衣壳组成成分，与病毒基因组RNA构成病毒核心。Elahi等构建了表达p14基因的重组腺病毒,将其免疫小鼠后，免疫小鼠脾细胞与BVDV-1和BVDV-2均能产生特异性免疫反应，表明p14蛋白具有免疫原性。
4.2病毒囊膜结构蛋白。组成病毒囊膜结构的3种糖蛋白，依次为 gp48.gp25和gp53，序列分析结果表明.病毒结构蛋白的这几个区域高度不均一，尤其是gp53糖蛋白的变异较大，推测糖蛋白区内的保护区域是由于功能选择的结果，它对病毒RNA的装配或病毒粒子的组装、病毒与受体或感染宿主之间的相互作用非常重要。3种糖蛋白N末端加工位点附近序列在不同瘟病毒之间具有较高的保守性，说明所有瘟病毒糖蛋白成熟方式可能一致。囊膜蛋白gp48又称E0或Ems，位于 ORF的811位~1491位核苷酸，由227个氨基酸残基组成，有8个可糖基化位点去糖基化分子质量约为27ku。该蛋白缺乏膜锚定位点，面以一种至今未知的机制与细胞相连。
囊膜蛋白gp25又称E1，位于ORF的1492位~2076位核苷酸，由195个氨基酸残基组成，非糖基化蛋白分子质量约为20ku，含有2 个糖基化位点。C末端在细胆信号肽酶的作用下从多聚蛋白上裂解下来。gp25蛋白氨基酸序列中有2段高度硫水区，以C端的疏水区罐定在BVDV囊膜上，gp25可能在病毒包装、成熟过程中协助E0的定位，推测gp25埋在病毒囊膜内，是一种膜锚定肽，不能诱导免疫反应。
5BVDV非结构蛋白
p20、p7.p125.p10.p30.p58和p75为BVDV的非结构蛋白，在这8 种非结构蛋白中.NS3.p10.p30和p58共同形成复制复合体.p75具有
通讯作者简介：繁锦频(1968,9，15-)，女，吉林省运吉市人，博士，制教校，研究方向为预防善医学。万方数据
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