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库佩病毒(Kupe virus)是1999年在肯尼亚首都内罗毕发现的一种新型内罗病毒属的病毒。通过基因序列比对该病毒与Dugbe virus(DUGV)发现极为相似,且已有文章证实DUGV能够引起轻微的出血热和血小板减少的症状。虽然目前还没有出现人感染库佩病毒的案例发生,但是通过细胞水平和动物水平的实验,证明此病毒引起的细胞病变和动物感染程度比DUGV要剧烈。 库佩病毒属于单股负链 RNA病毒目( Mononegavirales)布尼亚病毒科(Bunyaviridae)内罗病毒属(Nairovirus),基因组是一条分节段的单股负链RNA(ssRNA),分别命名为节段S、节段M、节段L,三个基因节段分别编码核蛋白(NP)、糖蛋白(GN和GC)和病毒RNA依赖的RNA聚合酶。单股负链RNA病毒的核蛋白(Nucleoprotein,NP)在病毒复制和装配过程中起着重要的作用,通常与基因组RNA形成核蛋白-核酸复合体(RNP),防止宿主细胞降解基因组RNA,从而参与病毒 RNA复制、转录和组装等过程。核蛋白功能的丧失将导致病毒的复制受到严重的阻碍。因此,对于核蛋白结构与功能的研究,不仅可以更加直接明了的阐述病毒的生命周期,而且可以为传染病的预防、控制和治疗提供更加直接的方向。 本课题以库佩病毒核蛋白为研究对象,通过分子克隆、原核表达、蛋白纯化等手段获得纯度较高的核蛋白,利用蛋白晶体学方法进行蛋白结晶及结构解析。首先,将库佩病毒核蛋白的全长基因构建到pET-22b载体上,实现核蛋白在体外的大量表达与纯化;然后,通过对商业蛋白结晶条件的大量筛选,获得该核蛋白结晶的最初条件,然后经过对上述条件的优化,其中包括对蛋白和沉淀剂浓度、pH值、添加剂和结晶温度等的优化,最终取得库佩病毒核蛋白的晶体,分辨率达2.6?。采用X-ray衍射的方法收集数据,经过数据处理与分析,成功解析了库佩病毒核蛋白的三维结构。 整个三维结构包括两个不对称的蛋白分子,每个蛋白质分子由23个α-螺旋和4个β-折叠组成,这两个蛋白质分子的构象存在一定的差异。通过使用Pymol软件的结构比对功能,确定当两个蛋白分子头部重合时,杆部结构域有40o的旋转。内罗病毒属病毒核蛋白均由两个明显的结构域组成,而两个结构域之间有很大的柔性,导致杆部结构域存在一定角度的旋转。 KUPV核蛋白与DUGV核蛋白的同源性高达75%,同时KUPV属于内罗毕羊病血清型,且目前NSDV和DUGV核蛋白结构还没能够都得到解析。因此, KUPV NP的结构的解析有助于NSDV和DUGV核蛋白结构的解析,同时为内罗病毒属病毒NSDV及DUGV的药物研发提供一定的理论基础。图41幅,表13个,参考文献57篇。