HIV基因组及其编码蛋白

1、hiv基因组及其编码的蛋白质,姓名：学号：,基因组,蛋白质,决定,hiv基因组结构,美国北卡罗来纳大学的研究人员利用一种新的成像技术，首次破译出了完整的艾滋病病毒（hiv）基因组结构。由此，为科学家更深入地研究hiv提供了可能，也为新型抗艾滋病药物的研发指明了方向。该研究结果刊登于2009年8月6日出版的自然杂志上。,1、hiv基因组结构的破译,兰幽蝶,基因组为两条相同的rna单链，每条单链含有9749核酸，每条rna链长约9.7kb，两条链的5端借氢键形成二聚体。与其他逆转录病毒相同，hiv的基因结构从5端到3端依次为5ltr-gag-pro-pol-env-3ltr。5端有帽状结构m7g5

2、ppp5gmpnp，3端有polya序列。,2、hiv基因组的具体结构,gap:结构蛋白编码区pro:蛋白编码区pol:具多种酶活性的蛋白编码区env：外膜蛋白,调节基因,结构基因,基因组由结构基因和调节基因等组成。,还有4个基因：（1）vif基因（病毒感染因子）、在一些细胞因子协同下，促进hiv在细胞内复制。（2）vpr基因（r蛋白）、能使hiv在巨噬细胞中增殖。（3）vpu基因（u蛋白）、促进hiv-1从细胞膜上释放，仅在hiv-l中。（4）vpx基因（x蛋白）、是hiv-2在淋巴细胞和巨噬细胞增殖进所必需，能促进病毒粒子的形成，仅存在于hiv-2中。,此外，为了最大程度地使用有限的基因，

3、hiv-i基因编码区有很多重叠，尤其是在其基因组的3末端。部分基因(tat，rev)没有单独的编码区，见图：,hiv具有独特的病毒颗粒结构，其核心为棒状(或截头圆锥状)，它的结构蛋白主要由4组基因编码。gag基因编码病毒的核心蛋白，翻译时先形成一个分子量大约是55kd的前体蛋日(p55)，然后在hiv蛋白酶的作用下裂解成p17、p24、p15三个蛋白质。p24和p17分别参与构成hiv颗粒的内壳和内膜，p15进一步裂解成与病毒rna结合的核壳蛋白p9和p7。pol基因编码病毒复制所需的酶类，其中p66蛋白为逆转录酶，p32蛋白则为整合酶(integrase，int)。,hiv编码的蛋白质及其主

4、要功能,1、主要蛋白质,从pol和gag基因重叠区内起始的一段序列为pro基因，它编码蛋白酶p22，p22在裂解上述hiv蛋白前体形成终末成熟蛋白的过程中起着主要作用。env基因先编码出一个88kd的蛋白质，经糖基化后分子量增至160kd，这就是hiv包膜糖蛋白前体gp160。该前体蛋白在蛋白酶作用下被切割成gp120和gp41。,gp120暴露于病毒包膜之外称外膜蛋白，感染细胞时可与细胞的cd4受体蛋白相结合；gp41称跨膜蛋白，是嵌入病毒包膜脂质中的部分。当gp120与cd4受体结合后，其构象改变导致与gp41分离，暴露出的gp41可插入细胞膜，造成膜融合，致使病毒核心被导入细胞。hiv蛋

5、白及其功能见下表。,2、蛋白质功能,hivl的gp160由845870个氨基酸组成，在511位被蛋白酶裂解为gpl20和gp41。二者的氨基端以非共价键的其他分子作用力结合在一起。gp120有24个糖基化位点，其糖基化是gp120与cd4受体结合所必须的。经过重配和突变实验，现已定位多个gpl60蛋白功能区。以hiv1b株bh10克隆的gp160为例，其中最重要的是：刺激中和抗体产生的功能区：这些功能区包括v3区的主要中和决定簇(principalneutralizingdeterminant，pnd)，即第301324位的环状肽段(v3肽)，以及若干个较弱的决定簇，其中有两个位于gp41的肽

6、段(616632和724751)。,hiv膜蛋白的主要功能区,1、主要功能区,t淋巴细胞决定簇：两个辅助性t淋巴细胞(th细胞)决定簇t2和t1分别位于105117的c1区和421436的c4区；一个主要细胞毒性t细胞(ctl)决定簇位于308322，与v3环部分重叠；4个弱ctl决定簇中有3个在gp41肽段。与cd4受体结合区：该区位于423437位(c4区)，此外c3和c5区也有作用。,上述各功能发挥作用还是依赖于整个分子特定的空间构象。下图中标示了gp160上分别与gp120、gp41相互作用、膜融合及膜锚定等功能有关的区段。,2、功能区的相互关系,slowroasted,现已表明，gp120与cd4的相互作用主要是由gp120的c4和c3、c5与cd4的v1和v2区介导的，其结合常数为4x10-9moll。ccr5分子为