AcMNPV中GP64蛋白关键结构域和功能域的改造及应用.pdf

中文摘要

Spodopterafrugiperda

草地贪夜蛾（）的危害性是世界公认的。草地贪夜蛾

原产于美洲，2018年入侵我国，对我国玉米等粮食作物产生重大危害。因其食

量大、繁殖快、治理难、抗药强，被我国列入《一类农作物病虫害名录》并

位居榜首。化学农药对草地贪夜蛾的治理虽然是主要手段，但其带来的环

境和抗药性等问题已不容忽视。杆状病毒是一种专一性强、安全性高的微

生物源杀虫剂。苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（Autographacalifornicamultiple

nucleopolyhedrovirus,AcMNPV）目前的研究最为广泛，其侵染宿主过程的机

制研究目前还在完善。野生AcMNPV的杀虫速度缓慢，对其功能蛋白进行

改造是优化和提高其杀虫效率的重要途径。

AcMNPVGP64作为存在于病毒粒子包膜上主要的糖蛋白，在病毒的吸附、内

吞与出芽增殖过程中起重要作用。GP64中很多结构被证明与病毒的膜融合

功能有关，我们通过前期查阅文献以及对GP64跨膜结构域(transmembrane

domain,TM)cholesterolrecognitionaminoacidconsensus

、胆固醇氨基酸共识域（

domain,CRACfusionloop,FLTM

）和融合环（）进行结构分析，分别将结构域

和FL功能域在GP64上扩增一倍，对其扩增后的活性进行了分析。GP64

TMFL

中或扩增后均能显著提升病毒的膜融合活性，增强对宿主的侵染能

力，提高AcMNPV对草地贪夜蛾幼虫的杀虫效率。

本研究的主要结果如下：

1.重组病毒vAc-gp64-egfp，vAc-gp64TMdouble-egfp和vAc-gp64FL

double-egfp的构建

首先，基于前期对GP64的3个重要结构TM、FL和CRAC的生物信息学分析，

1FLFLdouble

得出以下结论：）功能域扩增一倍（）后，环中原来的疏水性氨基酸

平面也扩大，形成了更大的疏水平面，推测其对发挥病毒侵染与膜融合功能是有利

的；2）CRAC扩增一倍后（CRACdouble）后与原结构相差较大，不利于病毒侵染；

3TM4FLdouble

）结构域中的疏水平面的长度是决定膜融合功能的关键因素；）后

与网格蛋白之间的结合能力强于CRACdouble。与网格蛋白之间的静电相互作用也

强于CRACdouble。因此，TM和FL扩增后从结构分析来看对病毒膜融合能力是有

I

利的。为了验证这两个结构和功能域扩增后的效果，我们构建了重组病毒

vAc-gp64-egfpvAc-gp64TMdouble-egfpvAc-gp64FLdouble-egfpSf9

、和。细胞在被重组病毒

感染后，绿色荧光蛋白的表达随时间的延长而增加。Westernblot结果显示，

vAc-gp64-egfp、vAc-gp64TMdouble-egfp和vAc-gp64FLdouble-egfp处理组的GP64-EGFP、

GP64TMdouble-EGFPGP64FLdouble-EGFP72hp.i.

和蛋白水平逐渐增加，时表达量达到最

高。