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研究生: 林宜廷
Yi-Ting Lin
論文名稱: 日本腦炎病毒封套蛋白第三區塊與肝素鍵結的結構研究
Structural studies of the Domain III of Japanese encephalitis virus envelope protein binding with Heparin.
指導教授: 程家維
Jya-Wei Cheng
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 生命科學暨醫學院 - 生物科技研究所
Biotechnology
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 96
中文關鍵詞: 日本腦炎肝素封套蛋白
外文關鍵詞: Japanese encephalitis virus, heparin, envelope protein
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  • 病毒感染細胞的第一步是附著在細胞表面的分子,這一個步驟決定了許多病毒感染細胞組織的趨性和病毒的致病力。病毒感染宿主細胞時會與細胞表面上的蛋白質接受器,多醣體或酯質層鍵結後再進入細胞。在先前的研究報告中,日本腦炎是利用外套膜蛋白與多醣體結合的機制進入細胞。因此,細胞表面上的肝素與日本腦炎病毒外套膜蛋白間的作用關係對於病毒進入細胞機制中扮演著重要的角色。

    位於外套膜蛋白中的第三區塊N端前的279-297位置中含有四個帶正電的殘基。而細胞表面的肝素為帶有大量負電荷的化學分子,因此我們逐一將這四個帶正電的殘基定點突變,希望能找到主要的肝素鍵結的位置。並利用核磁共振和螢光的技術去檢測日本腦炎第三區塊以及E261-402蛋白和肝素之間的鍵結。這些結構的資料將提供非常重要的資訊作為循理性的疫苗設計與建立由肝素所衍生的抑制藥物的設計平台。


    The initial binding of a virus to a target cell is a critical determinant of cell and tissue tropism, and thus of pathogenesis. Flaviviruses have a relatively simple structure with only a single envelope protein, making it likely that the motif responsible for target cell binding is expressed by the ectodomain of the envelope protein. Heparan sulfate (HS) are present in the extracellular matrix and/or tissue cell surface and involved in infection of JEV virus. Thus, the heparin binding activity of JEV may play an important role in its function on cellular surfaces.

    In the present study, we attempted to identify which of the basic residue contribute to the heparin binding of E279 to E297. We had created several mutants by substituting basic residues (K279, K286, R288, K290) with alanine in the putative heparin-binding regions. We also analyze the heparin binding affinity through fluorescence and NMR methods. The completion of this study will provide a structural basis for design of vaccines.

    第一章 序論 7 第一節 日本腦炎病毒特性介紹 7 第二節、日本腦炎病毒封套蛋白的結構特性與作用機制 9 第三節、日本腦炎E蛋白與抗體的研究 11 第四節、日本腦炎病毒感染細胞機制 13 第五節、日本腦炎E蛋白上參與GAGs鍵結的區域 16 第六節、日本腦炎E蛋白domain III的研究目標 20 第二章 材料與方法 22 第一節、Cloning JEV E261-402 蛋白 22 1.1 載體 (vecter) - pETBlue-2 Vector 22 1.2 限制酵素反應 (restriction enzyme reaction) 23 1.3 去氧核酸電泳 (DNA electrophoresis) 24 1.4接合作用 (ligation) 25 1.5轉殖細胞之製備 (competent cell preparation) 26 1.6 細菌轉殖 (bacterial transformation) 29 1.7 蛋白質表現量測定 (protein expression test) 33 第二節、JEV E261-402 蛋白的表現與純化 34 2.1 蛋白質大量表現培養 34 2.2 Inclusion body 的製備 36 2.3 蛋白質純化 37 2.4 SDS-PAGE分析 37 第三節、定點突變 ( Site-direct mutagenesis ) 38 第四節、光電比色儀 (Spectrophotometer) 39 4.1 實驗原理 39 4.2 實驗方式 40 第五節、 螢光光譜儀 (Fluorescence Spectrometer) 40 5.1 基本原理 40 5.2 樣品製備 42 5.3 實驗方式 42 第六節、 核磁共振 (NMR)分析 43 6.1 樣品製備 43 6.2 核磁共振歷史和基本原理 43 6.3 核磁共振NMR experiments 49 第三章、實驗結果與討論 51 第一節、日本腦炎病毒 E261-402蛋白質的表現與純化 51 第二節、E261-402上4個定點突變(K279A、K286A、R288A、K290A) 53 第三節、Two-dimentional NMR HSQC實驗分析JEV E261-402蛋白和Heparin的鍵結 53 3.1 JEV E261-402蛋白 two-dimentional NMR HSQC實驗 54 3.2 JEV E261-402 K279A、R288A、K286A、K290A點突變的HSQC光譜 55 3.3 2D HSQC實驗分析E261-402和Heparin的鍵結 56 3.3 Two-dimentional HSQC實驗分析E261-402和LWH的鍵結 57 3.4 Selection label Lysine E261-402 2D HSQC實驗 58 3.5 Two-dimentional HSQC實驗分析E261-402和diH的鍵結 59 3.6 Two-dimentional HSQC實驗分析E261-402和Suramin的鍵結 60 第四節、利用螢光決定E261-402和Heparin之間的鍵結常數 61 4.1 JEV E261-402和Heparin之間的鍵結 62 4.2 K279A、R288A、K286A、K290A點突變與Heparin的鍵結 62 第四章、參考文獻……………………………………………………..63 圖表…………………………………………………………………….65

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