基本信息
- 项目名称：
- 空间结构对抗病毒肽活性的影响：p14肽及
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 研究目的:本项目通过改造多肽的空间结构，开发细胞通透性好、抗CSFV病毒活性高的新型多肽。 研究内容：改造p14多肽关键氨基酸，优化蛋白质空间结构。 研究方法：生物信息学、蛋白质分析技术、基因工程技术。 研究意义：1、本项目研发出一种新型抗病毒多肽TAT-p14-N11。 2、同以往抗病毒药物相比，具有更好细胞通透性和抗CSFV活性。 3、为生物制药提供了良好的研究前提。
- 详细介绍：
- 猪瘟疫病毒（CSFV）是引起猪病的一种重要的致病菌。黄病毒科病毒中发现的小肽p14，已被证实具有良好的抗病毒性。我们研究重点是分析p14抗病毒蛋白的空间结构及其理化性质。这种蛋白所含的甘氨酸(G)和精氨酸(R)高于其他氨基酸，PI值高，碱性强。通过预测分析其高级结构，第11位甘氨酸位于蛋白氨基酸序列的最表层位置。为了检测第11位甘氨酸是否为影响蛋白活性的关键氨基酸，我们用不同性质的氨基酸对其进行替换，结果表明用精氨酸（Q）替换甘氨酸具有最好的抗猪瘟病毒活性。随后，我们将转导蛋白联合p14-N11肽提高抗病毒活性。结果显示结合蛋白在抗CSFV实验中具有更高的活性。本课题综合运用现代生物信息学技术，改造p14多肽关键氨基酸，优化蛋白质空间结构，提升蛋白质活性，从而开发出细胞通透性好、抗CSFV活性高的新型多肽TAT-p14-N11。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 研究目的是：基于现代生物信息技术,通过对关键氨基酸的改造，研究蛋白质空间结构及活性的变化，开发抗猪瘟活性高，细胞通透性好的新型多肽TAT-P14-N11。 设计思路： 第一部分 生物信息学分析p14和TAT多肽性质； 第二部分 多肽抗猪瘟病毒活性的鉴定和筛选； 第三部分 改造TAT蛋白转导域，鉴定不同转导蛋白的穿膜入胞作用； 第四部分 蛋白转导域与筛选抗病毒多肽联合抗猪瘟病毒作用。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性： 抗病毒研究是当今生命科学和生物医学研究的热点和前沿领域，该领域的发展日新月异。这些处于本领域前沿的科学问题和前期工作积累保证了本项目能够顺利实施并取得重要研究结果。 创新点： 1、空间结构改造：分析、改造p14肽，提高p14肽的抗病毒活性。 2、串联肽技术：串联32TAT肽和p14肽，提升p14肽的细胞穿透能力。 3、关键氨基酸替换：替换p14关键性氨基酸，优化蛋白结构。
应用价值和现实意义
- 本抗病毒肽作用于病毒复制过程中关键的复制酶：解螺旋酶蛋白。直接作用于病毒增殖的关键酶蛋白。随着猪瘟病毒在自然界的变异，其解螺旋酶也会随之发生变异。因此研究一种高效抗病毒并能适应病毒新变异。 现实意义： （1）高抗病毒特异性 （2）高效抗病毒活性 （3）基因密码子改造，改变关键氨基酸组成，从而制备出能够适应病毒自然变异的抗病毒多肽；
学术论文摘要
- Abstract: Peptides play important roles in the antiviral therapy. As both p14 and TAT are potential antiviral therapy peptides, the p14 peptide was analysis and synthesized in this study. We combined the two activity peptides to analysis antiviral activity.These results indicate that the reform p14 and transduction tandem peptide could provide a useful starting point for the development of novel molecules to block CSFV infection.
获奖情况
- HIV-Tat蛋白转导域的研究进展 《中国生物制品学》。
鉴定结果
- 1、未见P14肽空间结构的相关报导，未见P14肽活性氨基酸的相关报导; 2、未见P14肽氨基酸替换改造后蛋白抗猪瘟病毒活性的影响相关报告; 3、未见P14-TAT-N11相关报导。
参考文献
- 1. Oliberto S., Maritza B., Mar′ıa P., Mar′ıa T., Nancy E., Paula N., Raquel M., Omar F., Sara C., Alina V., Llilianne G., Carlos B., Jorge R. 2008. Classical swine fever virus E2 glycoprotein antigen produced in adenovirally transduced PK-15 cells confers complete protection in pigs upon viral challenge. Vaccine. 173:1688-1695. 2. Dong XN., Chen YH. 2006. Marker vaccine strategies and candidate CSFV marker vaccines. Vaccine. 25:205-30. 3. Hiroshi AOKI., Kiyoyasu ISHIKAWA., Yoshihiro SAKODA., Hideto SEKIGUCHI., Michi KODAMA., Shoko SUZUKI., Akio FUKUSHO. 2001. Characterization of Classical Swine Fever Virus Associated with Defective Interfering Particles Containing a Cytopathogenic Subgenomic RNA Isolated from Wild Boar. J. Vet. Med. Sci. 63:751-75
同类课题研究水平概述
- 1、目前，国际上对抗病毒药物的研究如火如荼的进行的同时，其他抗病毒分支研究也逐渐发展起来。主要是利用软件分析设计的化学药物以及一些机体本身产生的免疫类多肽。而直接针对病毒生长增殖过程发挥作用的肽类抗病毒药物则较少报道。随着基因过程技术的发展，其低成本和高可塑性的优势已慢慢呈现出来。 2、本实验室对P14已做出深入研究。本实验室已有的研究成果证明，P14蛋白具有良好的抗CSFV效果，通过生物信息学和基因工程技术改良，有望成为一种新型的临床药物。 3、TAT蛋白转导域的发现，为蛋白质治疗带来了新的曙光。自1988年转导蛋白TAT被发现以来，其相关研究越来越多，应用前景也逐渐明朗开阔，在药物转运和疾病治疗等领域有着巨大的应用潜力。根据报道数据，新的转导多肽的跨膜入胞效率较TAT可提高32倍。 4、猪瘟，又称猪霍乱。是由猪瘟病毒引起的猪的一种急热性致死性疾病。随着猪瘟兔化弱毒疫苗的广泛使用，猪瘟的流行趋势发生了很大的变化，主要表现在:从频发的大流行转变为无规律的散发性流行;疫点显著减少，临床症状从典型变为非典型，病原毒力降低，病程由急性、亚急性转变为慢性为主，出现持续性感染、胎盘感染、母猪繁殖障碍以及新生仔猪的先天性感染这可能是弱毒疫苗免疫猪并不能彻底阻断CSFV的传递途径，CSFV野毒仍然存在并以低水平传播，导致存在基因突变甚至野毒发生重组使其毒力返强。鉴于这些情况，对新型抗病毒制剂的研究就显得非常迫切。 5、综上所述，本研究利用生物信息学方法和基因工程技术改造CSFV p14已知氨基酸序列和TAT序列。并将上述两种功能性多肽结合制备出细胞通透性更好、抗病毒活性更高的串联式新型抗病毒多肽TAT-P14-N11。通过氨基酸的改造来筛选抗病毒活性和转导效率更高的抗猪瘟病毒多肽，为进一步研究抗病毒多肽的生产应用提供基础。
