【摘要】：病毒感染性因子Vif(Viral infectivity factor)是HIV-1(Human immunodeficiency virus type 1)病毒的輔助蛋白之一,也是最早被發(fā)現(xiàn)具有拮抗宿主防御機制的HIV-1病毒功能性蛋白。并且在HIV-1的輔助蛋白中其拮抗宿主對病毒的防御機制也最先被揭示。Vif能夠與宿主內(nèi)的細胞因子Cul5,Elo B,Elo C,Rbx組裝成Cullin-Ring E3泛素復(fù)合物,結(jié)合并誘導(dǎo)APOBEC3G、APOBEC3F等APOBEC3家族的蛋白泛素化降解。這一功能也完美的解釋了在一些細胞系中,Vif能夠促進HIV-1病毒的感染性的原因。隨著CBFβ(core binding factorβ)作為Vif-Cullin-Ring E3復(fù)合物重要的輔助因子這一重要理論的提出,人們對該復(fù)合物的組裝過程有了更加深入的了解。在CBFβ缺失的情況下,Vif只能夠和Elo C/Elo B結(jié)合,不能夠與Cul5結(jié)合,從而使E3復(fù)合物的組裝有缺陷,不具有降解APOBEC3家族的蛋白的功能。即CBFβ能促進HIV-1 Vif蛋白降解靶蛋白。除此之外,研究還發(fā)現(xiàn)CBFβ也能夠在原核細胞大腸桿菌E.coli中穩(wěn)定Vif蛋白,提高Vif蛋白的可溶性,從而得到Vif蛋白的晶體結(jié)構(gòu)。在天然情況下,CBFβ是調(diào)控宿主轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵性因子,它與RUNX(CBFα)結(jié)合,增強RUNX與DNA的親和性,特別針對于細胞內(nèi)一些關(guān)鍵的啟動子和增強子,如巨噬細胞集落刺激因子MCSFR(macrophage colony-stimulating factor receptor)。CBFβ/RUNX形成異源二聚體能夠影響人源細胞中很多基因的轉(zhuǎn)錄水平,從而調(diào)控細胞的分化和增殖。此外,Vif誘導(dǎo)細胞G2/M期阻滯以及Vif降解APOBEC3其他成員的選擇性也成為了領(lǐng)域的研究熱點。本論文圍繞Vif、CBFβ、RUNX、APOBEC3H(A3H)之間相互聯(lián)系進行了細致的研究和討論,其中包括三個部分:我們在第一部分對于CBFβ參與Vif或RUNX功能的關(guān)鍵功能區(qū)域進行了細致的研究。通過檢測CBFβ的N端和C端截短突變體,我們證明CBFβ15-126是幫助Vif降解A3G的最短功能區(qū)。CBFβLoop3的突變體對于RUNX1c介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄沒有影響,但是Loop3前6個氨基酸的點突變抑制Vif對于A3G的降解。綜上所述,CBFβLoop3是幫助Vif功能的重要區(qū)域,同時其突變不影響CBFβ在細胞內(nèi)的正常功能。綜上,Loop3可以作為設(shè)計抗HIV-1病毒藥物的理想作用靶點。Vif與APOBEC3F/G之間的相互作用已經(jīng)被廣泛并且全面的研究,而關(guān)于Vif-A3H的結(jié)合相關(guān)信息鮮有報道。APOBEC3H在人類的細胞中有很多亞型,其中一些亞型,例如hap II,能夠抑制HIV-1病毒的復(fù)制。在第二部分中,我們證明了不同于APOBEC3G/F,只有一些HIV-1亞型的Vif蛋白能夠誘導(dǎo)A3H hap II的泛素化降解。位于HIV-1 Vif 39和49位的氨基酸,突變之后能夠顯著的降低Vif對A3H hap II降解的能力,但是依舊維持降解APOBEC3F/G的功能。這表明Vif與A3H hap II結(jié)合/降解的區(qū)域不同于Vif結(jié)構(gòu)中A3F/G的功能區(qū)。Vif蛋白除了能夠降解APOBEC3家族蛋白外,還有另外一個重要的功能,即作為細胞周期調(diào)控因子,誘導(dǎo)宿主細胞G2/M期阻滯。而這一功能經(jīng)我們實驗證明也需要CBFβ以及Vif組裝的E3復(fù)合物。有趣的是,與Vif對于A3H hap II降解功能相似,只有部分Vif蛋白具有能夠誘導(dǎo)細胞周期G2/M阻滯的能力。比如HIV-1 HXB2亞型的Vif蛋白不能夠誘導(dǎo)細胞G2/M期阻滯,而HIV-1 NL4-3亞型的Vif蛋白則具有這個功能。在第三部分中,我們通過比較HXB2與NL4-3 Vif蛋白的氨基酸序列,發(fā)現(xiàn)位于31,33,36,47和50位氨基酸對于Vif誘導(dǎo)細胞G2/M期阻滯很重要,如果將HXB2 Vif上這5個位點的氨基酸突變成NL4-3 Vif位置上相對應(yīng)的氨基酸,則賦予了其誘導(dǎo)細胞周期G2/M阻滯的能力。實驗進一步證明,Vif蛋白對于A3H hap II降解或者誘導(dǎo)細胞G2//M期阻滯這兩個顯著的功能是具有選擇性的,不能共存。而這一選擇性也表明Vif蛋白仍具有一些潛在的新的機制還有待進一步挖掘。綜上所述,本文對CBFβ蛋白結(jié)構(gòu)上關(guān)鍵氨基酸進行掃描,通過功能實驗發(fā)現(xiàn)了CBFβ影響Vif降解A3G或者參與RUNX功能的重要功能區(qū);同時進一步探討了CBFβ影響Vif調(diào)控細胞周期的分子機制;最后證明Vif在一定篩選壓力下,通過選擇性的拮抗A3H抗病毒因子或者誘導(dǎo)細胞G2/M期阻滯來增強病毒的生存能力。進一步完善了對于Vif蛋白本身的功能和行使功能的分子機制的研究。
[Abstract]:Viral infectivity factor (Vif) is one of the auxiliary proteins of HIV-1 virus, and it is also the first functional protein of HIV-1 virus that has been found to antagonize host defense mechanism. The ability to assemble Cullin-Ring E3 ubiquitin complexes with cytokines Cul5, Elo B, Elo C, and Rbx in host cells to bind to and induce ubiquitination of APOBEC3 family proteins such as APOBEC3G, APOBEC3F. This function also perfectly explains why Vif can promote HIV-1 infection in some cell lines. With CBFbeta (core binding factor binding factor) As an important auxiliary factor of Vif-Cullin-Ring E3 complex, the assembling process of Vif-Cullin-Ring E3 complex has been deeply understood. In the absence of CBF-beta, Vif can only bind to Elo C/Elo B, but can not bind to Cu5, which makes the assembling of E3 complex defective and does not degrade APOBEC3 family. In addition, it was also found that CBFbeta could stabilize the Vif protein in E. coli and enhance the solubility of Vif protein, thus obtaining the crystal structure of Vif protein. X (CBFalpha) binding enhances the affinity of RUNX to DNA, especially for some key promoters and enhancers in cells, such as macrophage colony-stimulating factor receptor (MCSFR). The formation of heterodimers of CBFbeta/RUNX can affect the transcription level of many genes in human cells, thereby regulating the cell's transcription. In addition, the G2/M phase arrest induced by Vif and the selectivity of other members of Vif-degrading APOBEC3 have also become the focus of research in this field. This paper focuses on the relationship among Vif, CBF-beta, RUNX, APOBEC3H (A3H), including three parts: in the first part, we discuss the involvement of CBF-beta in Vif or RUNX. CBF beta 15-126 was proved to be the shortest functional region to help Vif degrade A3G by detecting N-terminal and C-terminal truncated mutants of CBF beta. The mutant of CBF beta Loop3 had no effect on RUNX1c-mediated gene transcription, but point mutation of the first six amino acids of Loop3 inhibited Vif's degradation of A3G. In summary, CBF-beta Loop3 is an important region that helps Vif function, and its mutation does not affect the normal function of CBF-beta in cells. In summary, Loop3 can be an ideal target for designing anti-HIV-1 drugs. The interaction between Vif and APOBEC3F/G has been extensively and comprehensively studied, and information about the binding of Vif-A3H has been obtained. There are few reports. APOBEC3H has many subtypes in human cells, some of which, such as hap II, can inhibit the replication of HIV-1 virus. In the second part, we demonstrated that unlike APOBEC 3G/F, only some of the HIV-1 subtypes of Vif proteins can induce ubiquitination degradation of A3H hap II. Amino acids at sites 39 and 49 of HIV-1 Vif, mutations. Vif can significantly reduce the ability of Vif to degrade A3H hap II, but still maintain the function of degrading APOBEC3F/G. This indicates that the binding/degrading region of Vif to A3H hap II is different from that of A3F/G in Vif structure. Interestingly, similar to Vif's ability to degrade A3H hap II, only some Vif proteins have the ability to induce G2/M arrest of cell cycle. For example, the Vif protein of HIV-1 HXB2 subtype cannot induce fineness. In the third part, by comparing the amino acid sequences of HXB2 and NL4-3 Vif proteins, we found that amino acids at positions 31, 33, 36, 47 and 50 were important for Vif-induced G2/M phase arrest, if the amino acids at these five sites on HXB2 Vif were mutated into NL4-3 Vif sites. The presence of corresponding amino acids endowed Vif with the ability to induce G2/M arrest of cell cycle. It was further demonstrated that Vif protein was selective and could not coexist with A3H hap II degradation or G2/M phase arrest. In summary, the key amino acids in the structure of CBF-beta protein were scanned, and the important functional regions of CBF-beta affecting the degradation of A3G or participating in RUNX function were found by functional experiments. The molecular mechanism of CBF-beta affecting the regulation of cell cycle by Vif was further explored. Vif proteins can selectively antagonize A3H antiviral factors or induce G2/M phase arrest to enhance the viability of the virus.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R373

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 張杰;張啟翔;楊煒茹;;梅花CBF轉(zhuǎn)錄因子的克隆及表達[J];西北植物學(xué)報;2012年08期

2 劉元珍;;基于CBF的自適應(yīng)抽樣算法研究[J];科技信息;2009年24期

3 周建華;許艷彬;邱建忠;陳正崗;江宏兵;王莉莉;;大鼠頜骨來源骨髓間充質(zhì)干細胞中Cbfα1/p56亞型的表達[J];中國組織工程研究;2014年23期

4 莊靜;朱波;金曉芬;彭日荷;喬玉山;章鎮(zhèn);熊愛生;姚泉洪;;甘藍型油菜‘滬油15'中兩個CBF類轉(zhuǎn)錄因子的克隆與分析[J];植物生理學(xué)通訊;2008年06期

5 楊家森;張洪濤;李新國;畢玉平;;擬南芥CBF冷反應(yīng)通路[J];植物生理學(xué)通訊;2006年01期

6 張俊環(huán);王玉柱;孫浩元;楊麗;姜鳳超;;外源水楊酸對低溫下杏花抗氧化酶和CBF轉(zhuǎn)錄因子表達的影響?[J];植物生理學(xué)報;2014年02期

7 鐘克亞;葉妙水;胡新文;郭建春;;轉(zhuǎn)錄因子CBF在植物抗寒中的重要作用[J];遺傳;2006年02期

8 王剛;邊云飛;白瑞;張娜娜;肖傳實;;腎素通過腎素(原)受體促進大鼠血管平滑肌細胞TGFβ1、Cbfα1表達[J];中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志;2013年12期

相關(guān)會議論文 前3條

1 張晗;姜紅梅;;棉花CBF調(diào)控因子的克隆及其在耐冷調(diào)節(jié)中的作用[A];中國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)會第三屆會員代表大會暨學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2006年

2 張晗;信月芝;郭惠明;程紅梅;;棉花CBF調(diào)控因子在逆境條件下的表達調(diào)控[A];2008中國作物學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

3 趙宏斌;胡敏;董錫亮;羅德軍;周旭;李林芝;;普伐他汀對激素性股骨頭壞死兔模型內(nèi)源性cbfα1基因表達影響的免疫組化評價[A];第六屆西部骨科論壇暨貴州省骨科年會論文匯編[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 芮亞娟;CBFβ對Vif功能的調(diào)控以及進化壓力下Vif功能的選擇性研究[D];吉林大學(xué);2017年

2 張勇;草莓冷誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子CBF的克隆與結(jié)構(gòu)分析及其抗寒特性研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

3 楊同文;大白菜CBF冷應(yīng)答途徑中基因的克隆及其表達分析[D];蘭州大學(xué);2006年

4 趙奐;擬南芥抗寒相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子CBF下游基因的篩選以及低溫對植物開花的影響[D];首都師范大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 袁洋;創(chuàng)傷性與非創(chuàng)傷性股骨頭壞死局部骨質(zhì)含量與VEGF及Cbfα1表達的相關(guān)性研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2015年

2 信月芝;棉花CBF調(diào)控因子的克隆及其在耐冷調(diào)節(jié)中的作用[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2005年

3 翟磊;體外沖擊波對股骨頭缺血性壞死患者骨髓間充質(zhì)干細胞體外成骨及Cbfα1mRNA表達的影響[D];河北醫(yī)科大學(xué);2008年

4 李曉薇;山葡萄CBF低溫反應(yīng)途徑相關(guān)基因的克隆及植物表達載體的構(gòu)建[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

5 張山山;尿酸對人骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化中Cbfα1/Runx2表達的影響[D];青島大學(xué);2013年

6 王法微;月季CBF轉(zhuǎn)錄因子基因的克隆及其向煙草中的轉(zhuǎn)化[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

7 陶建軍;柑橘CBF類似基因的克隆與分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

8 胡飛琴;復(fù)合OP-1多肽水凝膠緩解系統(tǒng)對小鼠成骨細胞ALP、OC和Cbfα1表達影響的實驗研究[D];浙江大學(xué);2009年

，

本文編號：2183565