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马传染性贫血病毒(equine infectious anemia virus,EIAV)可引起马属动物的急性烈性传染病,以持续感染、反复发热和贫血为主要特征。EIAV与人免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)同属反转录病毒科慢病毒属,在生活周期、复制方式和致病机理等方面非常相似,是研究HIV的理想模型。在慢病毒中,EIAV的基因组结构简单,EIAV疫苗是迄今世界上唯一大规模成功应用的慢病毒疫苗。EIAV的深入研究,对研发抗HIV疫苗具有重要意义。
小类泛素化修饰(SUMOylation)是新近发现的重要的蛋白质翻译后修饰,是通过异肽键将小的类泛素化修饰肽(small ubiquitin-like modifier,SUMO)共价连接到靶蛋白上,影响靶蛋白的亚细胞定位、稳定性和功能。SUMO化修饰是一个可逆的酶促反应,活化酶、偶联酶、连接酶和SUMO蛋白酶参与其中催化过程。与泛素化修饰不同,SUMO偶联酶在不同物种中只有一种,称Ubc9,在SUMO化修饰过程中起关键作用。
本实验室的前期研究利用大肠杆菌嵌合SUMO系统和体外SUMO系统证实了EIAV的p9能被SUMO化修饰。本文研究了偶联酶Ubc9在p9 SUMO化修饰中的作用。首先表达并纯化了重组的Ubc9蛋白,免疫新西兰兔制备了多克隆抗体,该抗体不仅能检测原核表达的重组Ubc9,还能特异性地识别转染的和真核细胞内源表达的Ubc9。然后,用定点突变的方法构建了SIMO偶联酶Ubc9的第93位半胱氨酸突变成丝氨酸的原核表达质粒pET23a-ubc9C93S,利用缺失互补实验证实了Ubc9及其第93位半胱氨酸在p9 SUMO化修饰中的作用。此外,用亲和层析的方法纯化了被SUMO化修饰的p9,并对表观分子量为30 kD的p9修饰蛋白进行了质谱分析,不仅鉴定到p9和SUMO的胰酶消化片段,还鉴定到第5位赖氨酸残基上被SUMO化修饰的p9片段。本文的结果不仅证实了Ubc9及其第93位半胱氨酸在p9 SUMO化修饰中的关键作用,还用质谱的方法初步鉴定到p9的SUMO化修饰位点,为阐明p9 SUMO化修饰的生物学意义以及SUMO化修饰对EIAV复制的影响奠定了基础。