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呼吸道合胞病毒 (RSV) 是导致5岁以下儿童和65岁以上成人住院和死亡的主要原因之一。RSV是一种包膜单链负义RNA病毒,属于肺病毒科。近年来,RSV的危害促使全球研究人员持续探寻RSV疫苗,以应对这一严峻问题。大多数研究集中在该病毒的关键融合(F)蛋白上。然而,对于RSV如何进入宿主细胞以及F蛋白在触发和促进融合过程中的具体作用机制,至今仍存在诸多未解之谜。本综述着重探讨这些问题,尤其聚焦于F蛋白内部一个关键的27个氨基酸长的肽段,即p27。
第一时间,RSV的F蛋白在切割时产生两个亚基:F1和F2,这两个亚基顺利获得二硫键连接,具有融合能力。这一切割过程需要宿主细胞的蛋白酶参与,同时生成内部肽段p27。研究最早由Collins等人和Elango等人(分别在1984年和1985年)完成,他们测序了RSV F蛋白并确定了关键的多碱基切割位点。直到2001年,González-Reyes等人和Zimmer等人独立证实了RSV F的两个多碱基位点被切割,生产了两个主要亚基F1和F2,并释放了p27。然而,切割后p27的命运尚不明确。
RSV F蛋白的结构在前融合和后融合状态中的表现差异显著。前融合构象非常稳定,而后融合构象经历了显著的结构重排。此外,顺利获得分析牛呼吸道合胞病毒(BRSV),Zimmer等人发现furin酶在R109位点的切割虽然重要但是不决定融合活性的完全丧失,这说明R136位点的切割对于暴露F1亚基N端的融合肽至关重要。
p27的糖基化在RSV F蛋白功能中也起着重要作用。研究表明,p27段的糖基化虽然对F蛋白的切割和向细胞表面的转运没有显著影响,但其在成熟F蛋白中的切割表明糖基化可能对RSV的生物学功能有深远影响。例如,研究发现,在RSV感染期间,不同细胞系对p27切割的感受性不同,这可能与宿主细胞的酶周转,翻译后修饰等因素有关。
此外,p27对F蛋白在细胞表面和病毒入侵过程中起到重要调节作用。研究发现未切割或部分切割的F蛋白可以存在于感染细胞表面,这暗示着即便F蛋白未完全切割,也可能参与病毒与宿主细胞膜的融合。
有关p27对F蛋白三聚体结构的影响也引起了广泛关注。研究证实游离的或部分切割的p27肽段会影响F蛋白三聚体的稳定性和功能。p27的存在与否及其位置都会影响抗体的结合和病毒的感染力。
在自然感染期间,人体会对p27产生免疫反应。研究表明,无论是儿童还是成年人,都会在感染RSV后产生针对p27的抗体。这种体液和粘膜免疫反应随着年龄的增长和多次感染而发生变化。这种免疫反应对病毒的控制和清除具有潜在的重要作用。
总的来说,尽管在RSV的F蛋白结构和功能方面的研究已经取得了一定的进展,但是围绕p27肽段的许多关键问题仍有待解决。未来研究需要继续探讨p27在RSV感染和F蛋白功能中的具体作用,从而为RSV疫苗的开发给予更为扎实的理论基础。
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