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编号:10289908
我国部分地区呼吸道合胞病毒地方株磷蛋白基因序列分析
http://www.100md.com 《中华实验和临床病毒学杂志》 2000年第4期
     作者:赵林清 王之梁 耿学辉 钱渊 邓洁 朱汝南 万里涛 刘长清 常汝虚

    单位:赵林清 王之梁 耿学辉 钱渊 邓洁 朱汝南 万里涛万里涛(首都儿科研究所北京市感染与免疫中心实验室 北京 100020);刘长清(长春市儿童医院检验科);常汝虚(广州市儿童医院病毒室)

    关键词:呼吸道合胞病毒;P蛋白;核苷酸序列

    中华实验和临床病毒学杂志000418 【摘要】 目的 了解我国呼吸道合胞病毒(RSV)地方株的P(Phosphoprotein,P)蛋白基因状况和变异特征。方法 选取不同地区具有不同流行特征的6株RSV地方株,以提取的病毒mRNA为模板进行逆转录-聚合酶链扩增(RT-PCR)扩增、目的基因的克隆及序列测定分析。结果 地方株和同亚型原型株之间P蛋白核苷酸序列及推导出的氨基酸序列同源性均超过95%;不同亚型间存在较大差异,核苷酸全序列同源性低于85%,尤其在3′端非编码区及中间变异区。由氨基酸序列推导出的疏水性分析图显示,A、B亚型中间变异区存在疏水性的不同,这为解释A、B亚型间P蛋白电泳迁移率的不同提供了一种可能。结论 我国RSV地方株与原型株之间的P蛋白无论在核苷酸水平还是在氨基酸水平均存在一定的变异。这些结果对于了解我国RSV地方株的基因状况提供了有益的资料。
, 百拇医药
    Sequence analysis of phosphoprotein genes of respiratory syncytial virus field strains isolated in China

    ZHAO Linqing,WANG Zhiliang,GENG Xuehui

    (Beijing Municipal Laboratory of Infection and Immunity,Capital Institute of Pediatrics, Beijing 100020,China)

    【Abstract】 Objective To get information about phosphoprotein (P) genes of RSV field strains isolated in China. Methods The complete nucleotide sequences of the P protein genes from six respiratory syncytial virus strains were determined with cDNA clones which had been amplified by RT-PCR and cloned into PTZ18R plasmid vector and compared with those of previously published counterparts of A2 and CH18537 strains. Results The data indicated that there had high identities (>95%) at nucleotide and amino acid levels among the strains within the same subgroup; there were more divergence among strains (<85%) from different subgroups at nucleotide and amino acid levels of P genes,especially in the 3′-noncoding regions and the divergent domains. The analysis of hydrophobility indicated that there had difference from 50 to 100 amino acid of P proteins between A and B subtypes. Conclusion The analysis of the P genes confirm that there existed variability among RSV field strains and strains A2 and CH18537. The data described above revealed the characteristics of the P genes of RSV field strains isolated in China.
, 百拇医药
    【Key words】 Respiratory syncytial virus; Phosphoprotein gene; Sequence analysis

    呼吸道合胞病毒(Respiratory Syncytial Virus,RSV)是婴幼儿急性下呼吸道感染最重要的病毒病原,也是婴幼儿呼吸道疾病猝死的主要病因〔1〕。目前尚无有效的防治措施,其主要原因在于人们对RSV分子生物学及病毒的致病机制还不够了解。RSV基因组为不分节段的线性负链RNA,约15 000个核苷酸,可分10个基因片段,依次为3′-NS1-NS2-N-P-M-SH-F-G-M2-L-5′,编码10个特异性蛋白。据报道,RSV的P蛋白与N、L蛋白以及病毒基因组RNA共同组成病毒转录复合体,而P蛋白在转录-复制的调节方面发挥关键性的作用。由于国外对RSV P的研究报道较少,具体作用机制不清。国内无人进行这方面的研究。鉴于P蛋白转录方面的作用,有必要进行深入研究。

, 百拇医药     在我国,RSV有显著的地方性特征,同时还是引发我国所特有的流行性喘憋性肺炎的主要病原〔3〕。为了解我国不同地区RSV地方株基因情况,我们已进行了我国不同地区的RSV分株膜蛋白G、F蛋白的基因序列分析〔4,5〕,膜内蛋白(如P蛋白)的基因变异情况又是怎样呢?为回答这一问题,我们选取我国北京、广州、长春及河北地区的地方株进行了P蛋白基因序列的测定。

    1 材料和方法

    1.1 毒株来源 选取北京、广州、长春及河北四个地区具有不同流行特征的6株RSV地方株〔3,6〕。其中A亚型地方株B79(1990,北京)、CC174(1991,长春)、GZ134(1994,广州)临床诊断为毛细支气管炎,E73(1991,河北)临床诊断为流行性喘憋性肺炎;B亚型地方株CC169(1991,长春)、ZHW6(1996,北京)诊断为毛细支气管炎。

    1.2 引物设计 参照RSV A亚型原型株A2株及B亚型原型株CH18537株P蛋白基因序列〔7〕 的引物P1、P2、P3、P4、P5、P6。因A2株、CH18537株间5′核苷酸序列变异不大,A、B亚型共用引物P1。为了便于克隆,引物末端分别设计了内切酶位点(表1)。
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    1.3 主要试剂 M-MLV逆转录酶、Taq DNA聚合酶、T4 DNA连接酶、oligo(dT)15 primer等均购于Promega公司,各种限制性内切酶、琼脂糖等购于GIBCO BRL公司,克隆质粒载体PTZ18R购于友谊公司,T7DNA测序试剂盒为Shanghai Promega公司产品(含PUC18/M13 Forward primer),PUC18/M14 Reverse primer购于华美生物工程公司,DNA快速纯化回收试剂盒PURE GENE为原平生物技术有限公司产品。

    1.4 RSV病毒RNA的提取、cDNA的合成、PCR扩增、目的基因的克隆及序列测定见文献〔8〕。其中序列测定应用末端终止法的原理按照T7测序试剂盒说明书进行测序反应。序列分析及疏水性分析应用序列分析软件(Dnasis,Prosis)。

    2 结果

    2.1 阳性克隆的鉴定 从RSV分离株mRNA中经RT-PCR扩增得到P蛋白基因全片段(907 bp),将其插入PTZ18R的BamH Ⅰ、Hind Ⅲ双酶切位点之间,重组质粒采用双酶切和PCR鉴定,筛选出阳性克隆。重组质粒双酶切后出现两个片段,大片段为载体PTZ18R(2.9 kb),小片段为RSV P蛋白基因片段(907 bp)。
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    2.2 RSV分离株的P蛋白基因序列测定和分析 对4株A亚型地方株及2株B亚型地方株进行序列测定,测序结果如图1。测序结果显示,除广州GZ134及长春株CC174在3′端非编码区第825位缺失一个碱基“C”外,其他各株P蛋白基因全长均为907 bp,而且只有一个读码框架(ORF),编码一个241个氨基酸的多肽,所使用的起始密码子及终止密码子都相同。P蛋白核苷酸及推导出的氨基酸序列的同源性见表2。

    由氨基酸序列推导出的疏水性分析图显示同亚型各株间疏水性大致相同,不同亚型间在50~100位氨基酸区域存在明显差异。

    3 讨论

    我们选取我国不同地区、不同流行特征并分属不同亚型的RSV地方株进行了P蛋白基因序列测定。从测序结果看,同一亚型地方株与相同亚型的原型株核苷酸全序列及氨基酸全序列同源性较高,均超过95%;同时,具有不同流行特征的同亚型各株间同源性也较高,因此流行特征的不同并非由于P蛋白的基因变异引起;而不同亚型间核苷酸全序列同源性均低于85%。
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    表1 RSV P蛋白基因PCR扩增及测序引物

    Tab.1 Primers used for PCR and cDNA sequencing of RSV P protein genes 引物

    Primer

    序列

    Sequence

    位置

    Location

    功能

    Function

    P1

    5′ ACGCA(AAGCTT)*GGGGCAAATAAATCATCATG 3′
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    A2 strain 1-21

    PCR

    P2

    5′ GCGGG(GGATCC)*GTAACTATATTATAGATTT 3′

    A2 strain 889-907

    PCR

    P3

    5′ TAGTAAGTTTCAAAG 3′

    267-282

    cDNA sequencing

    P4
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    5′ TATCTAATCTTGCTG 3′

    411-426

    cDNA sequencing

    P5

    5′ AGAAATCTTCAAGTG 3′

    726-741

    cDNA sequencing

    P6

    5′ GCGGT(GGATCC)*ATATTGTTAATTTTGTTAG 3′

    CH18537 strain 882-900
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    PCR

    *: BamH Ⅰ(GGATCC),Hind Ⅲ(AAGCTT)酶切位点

    *: The recognition sites for BamH Ⅰ(GGATCC) and Hind Ⅲ(AAGCTT)

    图1 RSV地方株P蛋白基因核苷酸序列同源性

    Fig.1 Sequences of cDNAs of P protein genes from RSV field strains

    The initiation codons and stop codons are boxed,the divergent region is underlined, the lose of one base in
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    GZ134 or CC174 strain is designated with “*”

    据文献报道:P蛋白包含两个高度保守区(96%氨基酸同源性)(包括1~58位氨基酸、86~241位氨基酸),中间被一变异区(52%氨基酸同源性)(59~85位氨基酸)分隔〔9〕。我们比较了同一亚型及不同亚型间编码区中间变异区核苷酸及氨基酸的同源性,结果进一步说明同亚型间的同源性及不同亚型间的变异性。同时说明我们先前根据G蛋白对地方株的分型结果是正确的。

    表2 P蛋白核苷酸及推导出的氨基酸全序列同源性

    Tab.2 The overall nucleotide and amino acid identities among P genes and proteins

    A2
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    B79

    E73

    CC174

    GZ134

    CH18537

    CC169

    ZHW6

    A2

    95.5

    95.3

    95.0

    95.0

    80.4
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    80.9

    80.5

    B79

    97.9

    96.4

    96.5

    96.5

    80.3

    80.8

    80.4

    E73

    97.1

    96.7
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    98.8

    98.8

    79.5

    80.0

    80.0

    CC174

    97.9

    97.5

    97.5

    100.0

    79.4

    79.8

    79.8
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    GZ134

    97.9

    97.5

    97.5

    100.0

    79.4

    79.8

    79.8

    CH18537

    90.5

    91.3

    88.8

    89.6
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    89.6

    96.0

    96.5

    CC169

    90.9

    91.3

    89.2

    90.0

    90.0

    98.3

    98.1

    ZHW6

    90.5
, 百拇医药
    90.9

    88.8

    89.6

    89.6

    98.8

    99.6

    注:右上角为核苷酸同源性(%),左下角为氨基酸同源性(%)

    Notes:The overall nucleotide identities (%) are on the right upper corner,the overall amino acid identities (%) are on the left lower corner

    与编码区相比,P蛋白基因3′端非编码区核苷酸序列差异更显著,这与已发表的文献一致,即P蛋白基因3′端非编码区有一明确的核苷酸变异区,不同亚型间尤其明显〔7〕。由于3′端非编码区核苷酸序列在病毒复制周期中的作用尚不清楚,因此这种变异的意义有待进一步研究。
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    有报道RSV P蛋白在聚丙烯酰胺凝胶上电泳迁移率存在差异,可能与P蛋白最后40个氨基酸的酸性区域所致结构变化有关〔12〕。我们对各株疏水性分析图进行比较时发现,同亚型间大致相同,而不同亚型间在50~100位氨基酸区域存在差异。由于国外没有人对P蛋白进行多株测序,也没有有关疏水性的报道。这种疏水性的不同能否用来解释P蛋白电泳迁移率的不同?还需要增加测序的株数以及进一步研究。

    总之,由本研究工作可看出RSV P蛋白无论在核苷酸水平还是在氨基酸水平都是比较保守的,但仍存在一定的差异,不同亚型间差异较大,尤其在3′端非编码区及编码区中间变异区。这些对了解我国RSV地方株P蛋白的基因状况提供了有用的参考资料。

    本课题为卫生部科研基金(96-2-239)和北京市科技新星计划资助(951875400)

    参 考 文 献
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    4,耿学辉,王之梁,钱渊,等.北京、广州、长春及河北地区呼吸道合胞病毒分离株G蛋白基因分析.病毒学报,1999,15:36-43.

    5,孙晓鸥,耿学辉,王之梁,等.5株呼吸道合胞病毒地方株F蛋白的基因序列分析.中华微生物学与免疫学杂志,1998,18:295-300.

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    (收稿日期:2000-01-21)

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