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目的:1.筛选抑制HIV-1包膜糖蛋白gpl20与其辅助受体CCR5结合的侵入抑制小分子化合物;2.研究人类Vps4A(hVps4A)基因对外源基因表达的影响与机制。
方法:1.以HIV-1 gpl20 V3基部的腔穴结构为靶点,采用计算机水平的分子对接技术从ZINC数据库250万个化合物中筛选可能结合该靶点的小分子化合物,随后通过HIV-1假病毒感染实验对分子对接筛选到的化合物进行初筛,再通过改进的假病毒感染实验确认所选出的化合物抑制HIV-1感染的活性。
2.构建hVps4A及其突变体的表达质粒,转染293T细胞后Wstern Blot检测各蛋白的表达;用hVps4A表达质粒与CD4或EGFP表达质粒共转染293T细胞和HeLa细胞,通过流式细胞分析技术观察CD4或EGFP表达水平,从而观察hVps4A对质粒编码基因(外源基因)表达的影响;通过转染TZM-bl细胞观察hVps4A对染色体上整合的lueiferase(内源基因)表达的影响;分别通过ATP拯救实验、野生型与突变体作用比较以及激光共聚焦显微镜观察,初步分析hVps4A影响外源基因表达的机制。
结果:1.分子对接筛选出32个可能与gpl20 V3基部的腔穴结构具有结合能力的小分子化合物;对32个化合物进行感染抑制实验初筛显示18号和27号化合物在微摩水平具有抑制HIV-1感染的活性;确认实验表明18号和27号化合物的抑制活性具有浓度依赖性;联合使用18号和27号化合物的抑制实验结果显示二者具有协同效应,总浓度300μmol/L时病毒感染被抑制到27.8%。
2.构建得到12个与hVps4及其突变体相关的表达质粒,转染后Western Blot检测到hVps4A及其突变体的表达;与不同的外源基因共转染293T细胞和HeLa细胞均发现hVps4A能强烈抑制外源基因的表达,且hVps4A对外源基因表达的抑制作用呈现剂量依赖性;hVps4A对内源基因的表达没有影响:ATP不能逆转hVps4A对外源基因表达的抑制作用;分别将hVps4A第173或228位氨基酸突变为谷氨酰胺(K173Q,E228Q),或将第201、201位氨基酸同时突变为丙氨酸(WL.AA),或者删除N末端前75位氨基酸(dMIT)后,对外源基因表达的抑制作用均消失;与EGFP融合后,hVps4A及其突变体对外源基因表达均没有抑制作用;与EGFP融合后,hVps4A及其dMIT突变体在细胞内呈弥散分布,而K173Q、E228Q、WL.AA突变体呈点状聚集分布且共定位。
结论:1.HIV-1 gp120V3基部的腔穴结构可能作为抑制HIV-1侵入的靶点;获得2个具有一定抑制HIV-1感染活性的化合物。
2.hVps4A可能具有抑制外源基因表达的功能;hVps4A抑制外源基因表达的功能同时依赖于其ATP酶活性、N末端氨基酸序列以及疏水孔道中的poreloop区。