猪繁殖与呼吸系统综合征病毒属于套病毒目，动脉炎病毒科，动脉炎病毒属，是导致猪繁殖与呼吸系统综合征的病原体。该病主要引起怀孕母猪流产、早产、死胎、木乃伊胎增多等症状，也有人根据其临床特征将其称为“猪蓝耳病”。自1987年首次爆发以来，在短短的几年时间内，该病已蔓延至世界各个养猪业发达的国家和地区，造成了巨大的经济损失。该病自1995年底在我国爆发，迅速传播至各地，已成为困扰养猪业的主要问题之一。由于其基因组的高度变异性，使得不同毒株存在较大差异，为有效疫苗的开发增加了难度。非结构蛋白nsp1β是猪繁殖与呼吸系统综合征病毒基因组编码的第二个非结构蛋白，通过C端类木瓜蛋白酶半胱氨酸蛋白酶结构域PCPβ进行自剪切，进而从复制酶多蛋白上释放出来。研究者已经发现了nsp1β的蛋白酶活性，且有报道称nsp1β在病毒的复制过程和发病机理中发挥重要作用，但对nsp1β在上述过程中的作用机制并没有明确的阐释。本论文解析了猪繁殖与呼吸系统综合征病毒nsp1β的三维晶体结构，通过对PCPβ结构域与C端延伸区域之间相互作用的分析，一定程度上揭示了PCPβ与底物之间的作用机制，并确认了nsp1β与下游蛋白nsp2之间的切割位点，发现并解释了成熟的nsp1β的蛋白酶活性被抑制的现象。同时，通过对溶液中nsp1β二聚体形式的确认，结合二聚体晶体结构，提出了可能的顺式自剪切机制。另外，通过三维结构比对，我们预测了nsp1β的N端结构域的核酸酶活性，并通过对λ-DNA的体外降解实验，验证了这一预测。我们进一步对nsp1β的核酸酶活性进行了研究，发现了其金属离子依赖性，即nsp1β在镁离子或锰离子存在的条件下行使核酸酶活性。我们还分别尝试了以猪肝脏总RNA提取物、人工合成的单链DNA、双链RNA和单链RNA为底物的情况下nsp1β的核酸酶活性，发现了其底物的选择性，即nsp1β能够切割双链DNA和单链RNA，而对一些人工合成的双链RNA和单链DNA不具有切割活性。通过nsp1β的亚细胞定位实验，进一步暗示了nsp1β对猪繁殖与呼吸系统综合征病毒宿主细胞的可能影响。综上所述，上述实验结果提示了nsp1β的生物学功能，并为抗病毒药物的开发提供了一个多位点靶标。