禽流感病毒HA蛋白与人受体的分子对接

邓迎春 柳青 黄强

引用本文: 邓迎春,  柳青,  黄强. 禽流感病毒HA蛋白与人受体的分子对接[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3): 633-641. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612052 shu
Citation:  DENG Ying-Chun,  LIU Qing,  HUANG Qiang. Molecular Docking of Human-Like Receptor to Hemagglutinins of Avian Influenza A Viruses[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(3): 633-641. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612052 shu

禽流感病毒HA蛋白与人受体的分子对接

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(91430112,31671386)和NSFC-广东联合基金(第二期)超级计算科学应用研究专项和国家超级计算广州中心支持资助项目

摘要: 血凝素(hemagglutinin,HA)是位于禽流感病毒表面的糖蛋白。在病毒感染过程中,HA与禽类宿主细胞表面受体结合,介导病毒膜与宿主核内体膜的融合,在传染过程中发挥关键作用。自然界中的禽流感病毒处于不断演化之中,其HA的禽受体结合位点常常发生氨基酸变异。因此,当HA变异体与人受体结合能力较强时,禽流感病毒往往会发生跨种传播而感染人。为预防禽流感的跨种传播,人们迫切需要发展大规模快速检测或预测HA变异体与人受体结合亲和力的方法,以评估各种新发禽流感病毒的跨种传播能力,提前筛选出有潜在危险的病毒株。针对此问题,本研究以H7N9亚型的HA蛋白H7为研究对象,发展了一种运用分子对接的计算方法,预测HA变异体与人受体的结合亲和力。该方法的计算结果表明,H7与人受体的结合亲和力普遍弱于有较强传染人能力的H1,说明H7N9亚型病毒的跨种传播能力普遍较弱;但是,计算分析也揭示,部分新发的H7N9毒株的HA有强的人受体结合亲和力,提示在自然演化过程中,H7N9病毒有可能演化出具有较强的感染人能力的新毒株,这与2013年禽流感疫情的实际发生情况相一致。因此,本文所发展的计算方法可用于快速预测新发禽流感病毒HA与人受体的结合亲和力,为新发禽流感病毒的跨种传播风险评估提供理论依据。

English

    1. [1]

      Taubenberger, J. K.; Morens, D. M. Rev. Sci. Tech. 2009, 28 (1), 187. doi: 10.20506/rst.28.1.1879

    2. [2]

      dos Reis, M.; Hay, A. J.; Goldstein, R. A. J. Mol. Evol.2009, 69

    3. [3]

      Neumann, G.; Noda, T.; Kawaoka, Y. Nature 2009, 459 (7249), 931. doi: 10.1038/nature08157

    4. [4]

      Smith, G. J.; Vijaykrishna, D.; Bahl, J.; Lycett, S. J.; Worobey, M.; Pybus, O. G.; Ma, S. K.; Cheung, C. L.; Raghwani, J.; Bhatt, S.; Peiris, J. S. M.; Guan, Y.; Rambaut, A. Nature 2009, 459 (7250), 1122. doi: 10.1038/nature08182

    5. [5]

      Nakajima, K.; Desselberger, U.; Palese, P. Nature 1978, 274, 334. doi: 10.1038/274334a0

    6. [6]

      Johnson, N. P.; Mueller, J. Bull. Hist. Med. 2002, 76 (1), 105. doi: 10.1353/bhm.2002.0022

    7. [7]

      Skehel, J. J.; Wiley, D. C. Annu. Rev. Biochem.2000, 69, 531. doi: 10.1146/annurev.biochem.69.1.531

    8. [8]

      Matrosovich, M.; Stech, J.; Klenk, H. D. Rev. Sci. Tech. Off. Int.Epiz. 2009, 28 (1), 203. doi: 10.20506/rst.28.1.1870

    9. [9]

      Matrosovich, M.; Tuzikov, A.; Bovin, N.; Gambaryan, A.; Klimov, A.; Castrucci, M. R.; Donatelli, I.; Kawaoka, Y. J. Virol.2000, 74 (18), 8502. doi: 10.1128/JVI.74.18.8502-8512.2000

    10. [10]

      Tumpey, T. M.; Maines, T. R.; Van Hoeven, N.; Glaser, L.; Solorzano, A.; Pappas, C.; Cox, N. J.; Swayne, D. E.; Palese, P.; Katz, J. M.; Garcia-Sastre, A. Science 2007, 315, 655. doi: 10.1126/science.1136212

    11. [11]

      Connor, R. J.; Kawaoka, Y.; Webster, R. G.; Paulson, J. C.; Virology 1994, 205, 17. doi: 10.1006/viro.1994.1615

    12. [12]

      Stevens, J.; Blixt, O.; Tumpey, T. M.; Taubenberger, J. K.; Paulson, J. C.; Wilson, I. A. Science 2006, 312, 404. doi: 10.1126/science.1124513

    13. [13]

      Xiong, X. L.; Martin, S. R.; Haire, L. F.; Wharton, S. A.; Daniels, R. S.; Bennett, M. S.; McCauley, J.W.; Collins, P. J.; Walker, P. A.; Skehel, J. J.; Gamblin, S. J. Nature 2013, 499, 496. doi: 10.1038/nature12372

    14. [14]

      Wang, D.; Yang, L.; Gao, R.; Zhang, X.; Tan, Y.; Wu, A.; Zhu, W.; Zhou, J.; Zou, S.; Li, X. Y.; Sun, Y.; Zhang, Y.; Liu, Y.; Liu, T.; Xiong, Y.; Xu, J.; Chen, L.; Weng, Y.; Qi, X.; Guo, J.; Li, X.D.; Dong, J.; Huang, W.; Zhang, Y.; Dong, L.; Zhao, X.; Liu, L.; Lu, J.; Lan, Y.; Wei, H.; Xin, L.; Chen, Y.; Xu, C.; Chen, T.; Zhu, Y.; Jiang, T.; Feng, Z.; Yang, W.; Wang, Y.; Zhu, H.; Guan, Y.; Gao, G. F.; Li, D.; Han, J.; Wang, S.; Wu, G.; Shu, Y. Euro.Surveill.2014, 19 (25). doi: 10.2807/1560-7917.ES2014.19.25.20836

    15. [15]

      Xu, R.; Mcbride, R.; Nycholat, C. M.; Paulson, J. C.; Wilson, I.A. J. Virol.2012, 86 (2), 982. doi: 10.1128/JVI.06322-11

    16. [16]

      Zhang, W.; Shi, Y.; Qi, J.; Gao, F.; Li, Q.; Fan, Z.; Yan, J.; Gao, G. F. J. Virol.2013, 87 (10), 5949. doi: 10.1128/JVI.00545-13

    17. [17]

      Liu, J.; Stevens, D. J.; Haire, L. F.; Walker, P. A.; Coombs, P. J.; Russell, R. J.; Gamblin, S. J.; Skehel, J. J. Proc. Natl. Acad. Sci.U. S. A. 2009, 106 (40), 17175. doi: 10.1073/pnas.0906849106

    18. [18]

      Eisen, M. B.; Sabesan, S.; Skehel, J. J.; Wiley, D. C. Virology 1997, 232 (1), 19. doi: 10.1006/viro.1997.8526

    19. [19]

      Liao, H. Y.; Hsu, C. H.; Wang, S. C.; Liang, C. H.; Yen, H. Y.; Su, C. Y.; Chen, C. H.; Jan, J. T.; Ren, C. T.; Chen, C. H.; Cheng, T. J.; Wu, C. Y.; Wong, C. H. J. Am. Chem. Soc.2010, 132 (42), 14849. doi: 10.1021/ja104657b

    20. [20]

      Shi, Y.; Zhang, W.; Wang, F.; Qi, J.; Wu, Y.; Song, H.; Gao, F.; Bi, Y.; Zhang, Y.; Fan, Z.; Qin, C.; Sun, H.; Liu, J.; Haywood, J.; Liu, W.; Gong, W.; Wang, D.; Shu, Y.; Wang, Y.; Yan, J.; Gao, G. F. Science 2013, 342 (6155), 243. doi: 10.1126/science.1242917

    21. [21]

      Deng, Y. L.; Yu, L.; Huang, Q. Acta Phys.-Chim. Sin. 2016, 32(9), 2355.[邓玉玲, 余璐, 黄强. 物理化学学报, 2016, 32(9), 2355.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201605171

    22. [22]

      Goodsell, D. S.; Olson, A. J. Proteins:Struct. Funct. Genet.1990, 8 (3), 195. doi: 10.1002/prot.340080302

    23. [23]

      Huey, R.; Morris, G. M.; Olson, A. J.; Goodsell, D. S. J.Comput. Chem.2007, 28 (6), 1145. doi: 10.1002/jcc.20634

    24. [24]

      Morris, G. M.; Huey, R.; Lindstrom, W.; Sanner, M. F.; Belew, R. K.; Goodsell, D. S.; Olson, A. J. J. Comput. Chem.2009, 30(16), 2785. doi: 10.1002/jcc.21256

    25. [25]

      Forli, S.; Olson, A. J. J. Med. Chem.2012, 55 (2), 623. doi: 10.1021/jm2005145

    26. [26]

      Gamblin, S. J.; Haire, L. F.; Russell, R. J.; Stevens, D. J.; Xiao, B.; Ha, Y.; Vasisht, N.; Steinhauer, D. A.; Daniels, R. S.; Elliot, A.; Wiley, D. C.; Skehel, J. J. Science 2004, 303 (5665), 1838. doi: 10.1126/science.1093155

    27. [27]

      Xu, R.; Ekiert, D. C.; Krause, J. C.; Hai, R.; Crowe, J. E., Jr.; Wilson, I. A. Science 2010, 328 (5976), 357. doi: 10.1126/science.1186430

    28. [28]

      Yang, H.; Carney, P.; Stevens, J. PLoS Curr.2010, 2, RRN1152. doi: 10.1371/currents.RRN1152

    29. [29]

      Fraser, C.; Donnelly, C. A.; Cauchemez, S.; Hanage, W. P.; VanKerkhove, M. D.; Hollingsworth, T. D.; Griffin, J.; Baggaley, R.F.; Jenkins, H. E.; Lyons, E. J.; Jombart, T.; Hinsley, W. R.; Grassly, N. C.; Balloux, F.; Ghani, A. C.; Ferguson, N. M.; Rambaut, A.; Pybus, O. G.; Lopez-Gatell, H.; Alpuche-Aranda, C. M.; Chapela, I. B.; Zavala, E. P.; Guevara, D. M.; Checchi, F.; Garcia, E.; Hugonnet, S.; Roth, C. Science 2009, 324 (5934), 1557. doi: 10.1126/science.1176062

    30. [30]

      Munayco, C. V.; Gomez, J.; Laguna-Torres, V. A.; Arrasco, J.; Kochel, T. J.; Fiestas, V.; Garcia, J.; Perez, J.; Torres, I.; Condori, F.; Nishiura, H.; Chowell, G. Euro. Surveill. 2009, 14 (32), 6.

    31. [31]

      Lam, T. T.; Zhou, B.; Wang, J.; Chai, Y.; Shen, Y.; Chen, X.; Ma, C.; Hong, W.; Chen, Y.; Zhang, Y.; Duan, L.; Chen, P.; Jiang, J.; Zhang, Y.; Li, L.; Poon, L. L.; Webby, R. J.; Smith, D.K.; Leung, G. M.; Peiris, J. S.; Holmes, E. C.; Guan, Y.; Zhu, H.Nature 2015, 522 (7554), 102. doi: 10.1038/nature14348

    32. [32]

      http://www.who.int/influenza/human_animal_interface/influenza_h7n9/RiskAssessment_H7N9_23Feb20115.pdf?ua=1

    33. [33]

      Tharakaraman, K.; Jayaraman, A.; Raman, R.; Viswanathan, K.; Stebbins, N.W.; Johnson, D.; Shriver, Z.; Sasisekharan, V.; Sasisekharan, R. Cell 2013, 153 (7), 1486. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.034

    34. [34]

      Ding, H.; Chen, Y.; Yu, Z.; Horby, P. W;Wang, F.; Hu, J.; Yang, X.; Mao, H.; Qin, S.; Chai, C.; Liu, S.; Chen, E.; Yu, H. BMC Infect. Dis.2014, 14, 698. doi: 10.1186/s12879-014-0698-6

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  3
  • 文章访问数:  796
  • HTML全文浏览量:  59
文章相关
  • 收稿日期:  2016-10-28
  • 修回日期:  2016-12-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章