豬瘟病毒非結構蛋白功能研究進展

閆紅巖 姬 偉 牛丹丹 司紅麗 何成強

山東師范大學生命科學學院，濟南 250014

Yan Hongyan，Ji Wei，Niu Dandan，Si Hongli，He Chengqiang

School of Life Science，Shandong Normal University，250014，Jinan，China

豬瘟是由豬瘟病毒感染引起的一種嚴重的病毒性動物傳染病，豬瘟暴發是困擾世界養豬業的一大難題。豬瘟病毒基因組包括5′UTR、3′UTR和一個開放閱讀框，后者分別編碼4種結構蛋白：C、Erns、E1、E2；8種非結構蛋白：Npro、P7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B。在病毒復制過程中，NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B必需參與，而其余3種非結構蛋白即NP、P7和NS2是非必需的。本文從CSFV非結構蛋白著手來闡述最近幾年有關CSFV非結構蛋白功能的研究進展。

1 Npro

Npro，是ORF編碼的多聚蛋白的N端,具有水解酶活性，能以自催化的方式從正在翻譯的多聚蛋白上斷裂并成熟。早在1998年，Tratschin等已證實CSFV Npro對培養細胞中病毒的復制是非必要的[1]。當SK-6細胞被CSFV感染時，在poly(IC)誘導條件下，病毒抵抗細胞凋亡的能力將增加100倍[2]。2007年，Bauhofer等也研究證實Npro能夠阻礙由IFN-α/β誘導的抗病毒效應[3]。

2 P7

P7是一種小的疏水蛋白,兩端含有信號肽酶剪切位點,在定位于宿主細胞內膜上的信號肽酶作用下從多聚蛋白上斷裂下來。研究發現在細胞抽提物中，P7部分與E2相連，在IRES作用下，E2與P7基因的分離可導致有活性的病毒的產生。Yi等利用嵌合基因組在HCV中研究證實蛋白P7和NS2有助于病毒感染性顆粒的形成[4]。

3 NS2

NS2蛋白最保守，是一種疏水性蛋白，定位于內質網膜上。早在1999年，就有研究發現，缺失NS2基因并不影響感染性RNA在細胞中的復制，但是該缺失毒株能夠引起細胞病變[5]。2007年，Moulin等研究表明，缺失NS2的CSFV無法完成病毒顆粒的包裝[6]。2011年, Tang等研究證明CSFV NS2蛋白表達能夠保護細胞抵御MG132誘導的細胞凋亡，從而在炎癥反應以及CSFV持續感染過程中發揮作用[7]。最新研究表明CSFV NS2蛋白包含兩個內在的信號肽序列，這兩個序列對NS2蛋白轉位到內質網上發揮作用，NS2蛋白還可能存在至少四個跨膜結構域[8]。

4 NS3

NS3蛋白的氨基酸序列在黃病毒科中高度保守，具有絲氨酸蛋白酶活性[9], 核苷三磷酸酶活性(NTPase)[10], RNA激活的解旋酶活性(RNA helicase)。

5 NS2-NS3

一般來講，自然界分離到的CSFV毒株屬于非病變型(ncp型)。研究發現，在ncp型病毒中NS2和NS3蛋白以二聚體的形式存在，且不能被剪切。而在致細胞病變病毒中，NS2和NS3形成的二聚體較少，多以單體存在。因此，非結構蛋白NS3可作為cp型瘟病毒的分子標記。

6 NS4A NS4B

NS4A主要作為輔助因子，協助NS3在其下游多聚蛋白加工處理中發揮作用。2007年， Moulin等通過得出結論：CSFV非結構蛋白NS4A可作為輔助因子，通過與NS2-3或NS3相互關聯，從而在病毒顆粒形成中發揮功能[6]。NS4B和NS4A蛋白可以抑制宿主細胞的翻譯，在一定程度上可以減弱機體對抗病毒藥物干擾素α(INF～α)的反應，同時使病毒逃避宿主的免疫作用。

7 NS5A

NS5A基因在CSFV中比較保守，氨基酸的同源性更高于核苷酸的同源性。NS5A是一種磷酸化蛋白，且是病毒復制復合物中唯一一個可以在翻譯中被補充的蛋白。NS5A 可以和NS5B結合，形成RNA聚合酶復合體，使之能識別自己特異的基因組RNA，完成病毒復制。

8 NS5B

對CSFV、BVDV和HCV的NS5B蛋白的研究發現，它們均具有依賴RNA的RNA聚合酶(RdRp)活性。除RdRp活性外,NS5B還具有末端核苷酸轉移酶活性。

9 展望

近年來，對CSFV的研究已取得了顯著的進展，但是對CSFV的了解還不透徹。諸如在非結構蛋白P7 NS2 NS4B等的功能,NS2亞細胞定位的分子機制，非結構蛋白之間相互作用的調控機制，病毒復制的調控機制以及致病機理等方面都需要不斷探索。對病毒非結構蛋白的功能的了解，有助于深入理解病毒的復制過程及病毒持續感染的分子機制，從而可以為疫苗研制、抗病毒藥物研發等開辟新途徑。

[1]Tratschin, J.D., et al., Classical swine fever virus leader proteinase Npro is not required for viral replication in cell culture. Journal of virology, 1998.72(9): p. 7681-7684.

[2]Ruggli, N., et al., Classical swine fever virus interferes with cellular antiviral defense: evidence for a novel function of Npro. Journal of virology,2003. 77(13): p. 7645-7654.

[3]Bauhofer, O., et al., Classical swine fever virus Npro interacts with interferon regulatory factor 3 and induces its proteasomal degradation. Journal of virology, 2007. 81(7): p. 3087-3096.

[4]Yi, M.K., et al., Compensatory mutations in E1, p7, NS2, and NS3 enhance yields of cell culture-infectious intergenotypic chimeric hepatitis C virus. Journal of virology, 2007. 81(2): p. 629-638.

[5]Moser, C., et al., Cytopathogenic and noncytopathogenic RNA replicons of classical swine fever virus. Journal of virology, 1999. 73(9): p.7787-7794.

[6]Moulin, H.R., et al., Nonstructural proteins NS2-3 and NS4A of classical swine fever virus:essential features for infectious particle formation.Virology, 2007. 365(2): p. 376-389.

[7]Tang, Q., et al., Classical swine fever virus NS2 protein promotes interleukin-8 expression and inhibits MG132-induced apoptosis. Virus genes,2011. 42(3): p. 355-362.

[8]Guo, K., et al., Identification of two internal signal peptide sequences: critical for classical swine fever virus non-structural protein 2 to trans-localize to the endoplasmic reticulum. Virology, 2011. 8: p.236.

[9]Wiskerchen, M. and M.S. Collett, Pestivirus gene expression: protein p80 of bovine viral diarrhea virus is a proteinase involved in polyprotein processing.Virology, 1991. 184(1): p. 341-350.

[10]Tamura, J.K., P. Warrener and M.S. Collett,RNA-stimulated NTPase activity associated with the p80 protein of the pestivirus bovine viral diarrhea virus. Virology, 1993. 193(1): p. 1-10.