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原文:Activation of Hepatitis B Virus S Promoter by the Viral Large
作者:ZHICHANG XU, GREGORY JENSEN, AND T. S. BENEDICT YEN
作者单位:Department of Pathology, University of California, San Francisco, and Pathology Service, Veterans Affairs Medical Center, San Francisco, California
发表刊物:JOURNAL OF VIROLOGY, Oct. 1997, p. 7387–7392
以下为中文翻译稿:
乙肝病毒大表面蛋白通过诱导内质网压力激活S启动子
乙肝病毒(HBV) 编码三种形式的表面蛋白。其中,数量较少的大表面蛋白由preS1启动子调控的转录物翻译而来,中、小表面蛋白则由下游的S 启动子调控的转录物翻译而来。当大表面蛋白过量表达时, 亚病毒和病毒颗粒的分泌都被阻滞在分泌路径中。我们发现,大表面蛋白的过量表达,可导致S 启动子高达10倍的激活(对于无关启动子,则不能激活)。中、小表面蛋白,和可分泌的大表面蛋白,都不能激活S 启动子。但是,一些可诱导内质网(ER)压力的化学试剂,却具有与大表面蛋白相同的激活效果。大表面蛋白也能在整个病毒基因组的背景中激活S 启动子。因此,HBV 似乎已经进化形成了一种反馈机制:大表面蛋白的积累诱导产生ER压力,ER压力使中、小的表面蛋白的合成增加,然后,它们与大表面蛋白一起,组装成混合的、可分泌的颗粒。另外,像其他可诱导ER压力的试剂一样,大表面蛋白也能激活细胞的 grp78 和 grp94 启动子,这增加了它改变宿主细胞生理特性的可能。
乙肝病毒(HBV)是一种具外膜的嗜肝性DNA病毒,已经在全世界范围内感染了大量人群。在这种病毒的外膜中,发现了三种HBV表面(外膜)蛋白。大表面蛋白由开放阅读框的第一个ATG密码起始翻译而来,中、小表面蛋白是由更远的下游的内部ATG密码起始翻译而来(图1)。三种表面蛋白都是跨膜蛋白,因此翻译之后,都插入在内质网上(ER),它们与外膜胞质核心(核衣壳)一起,组装成成熟的病毒体,通过组成型分泌途径,被分泌到胞外。另外,在没有其它的病毒蛋白存在的情况下,中蛋白和/或小蛋白则会出芽进入ER内腔,以球状或丝状的亚病毒颗粒的形式分泌出去。相反,如果只单独表达了LS,则LS就不会被分泌出去,而是以ER腔内颗粒的形式滞留下来。如果LS与其它种类的表面蛋白共同表达,它们就会形成异质性多聚体,这种多聚体的表型依赖于不同表面蛋白的相对含量的多少:LS相对含量较低,多聚体分泌,而LS相对含量较高,则多聚体滞留。多聚体的滞留,不仅影响非感染性亚病毒颗粒的分泌,而且也会影响感染性病毒颗粒的分泌。因此,对病毒的生命周期产生危害[1]。所以,并不令人奇怪的是,在感染性细胞中,LS的量,比中、小蛋白少得多。HBV的这种差别性的调控方式,是通过两个独立的启动子实现的(图1)。上游的preS1启动子所调控的转录物,主要翻译成LS,而下游的S启动子所调控的转录物,则被翻译成中蛋白和小蛋白。因为前S1mRNA的量通常比SmRNA少得多,所以,LS的量总是不足的,不能阻止颗粒的分泌。
因为LS与中、小表面蛋白的相对含量比,对于病毒的复制是关键的,所以我们推测,可能存在一个反馈机制,来确保均衡的合成这些蛋白。在本研究工作中,我们证明了这样的机制确实存在,LS可显著激活S启动子。这种激活与LS细胞内阻滞相关联,并且能被可诱导ER 压力的化学试剂模拟。相反,LS也能激活细胞内的能对ER压力产生应答的启动子,而其它不相关的启动子则不行。因此,LS的过量表达以及随后的胞内颗粒滞留,似乎是通过由ER压力诱导的一种胞内信号途径来激活S启动子。这种激活反过来会增加中、小表面蛋白的合成,这样,使亚病毒颗粒和病毒颗粒得以分泌。我们的发现不仅揭示了HBV基因表达调控的新的一层复杂性,而且提出了一种机制,LS通过这种机制,在慢性HBV感染过程中,影响宿主细胞的生理特性。
图. 1. (顶部) HBV 基因组编码表面蛋白的区域的示意图。阴影框表示的是开放阅读框。preS1 启动子引发编码LS (含 preS1, preS2, 和表面域)的 -kb 转录物。S -kb转录物,横跨了一个内在ATG密码,从而,引发中、小表面蛋白(分别含preS2和表面域或仅含表面域). 在质粒 pCMVLM-S-中,内源性 preS1 启动子被CMV立即-早期取代,并且编码中、小表面蛋白的起始密码子ATG被突变成ACG。@, 即多聚腺苷酸化信号。(底部