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浅论HIV TAT蛋白研究进展【关键词】 人免疫缺陷病毒反式激活蛋白蛋白转导药物治疗人类免疫缺陷病毒 1型(HIV 1)基因能够编码一种被称为反式转录激活因子 (transactivator of transcription , TAT)的蛋白它通过与反式激活应答 (transactivating response , TAR)RNAf列 结合以起始基因转录TAT蛋白和REV蛋白 一起作为HIV 1的调控因子，在HIV的基 因表达中起着举足轻重的作用研究发现， TAT蛋白能够穿过细胞膜[1,2 ],到达细胞 外，具有细胞膜穿透肽 (cell membrane penetrating peptide , CPP)舌性，其穿膜 序列由11个氨基酸组成这一特性具有非 常重要的应用价值，因为它提供了一条转运 其他蛋白或药物穿过细胞膜， 进入细胞的途径通过设计编码穿膜序列和其他蛋白的融 合基因，表达后获得的融合蛋白，在 TAT的引领下可以进入细胞本文就TAT蛋白的生物学作用及其近年来 的研究进展作一综述1 TAT蛋白结构TAT蛋白的基因包含2个外显子和一个含2 334个核昔酸的内含子组成在HIV ［的各 亚型中，TAT蛋白的氨基酸组成有所不同。

在HIV 1 (HXB2)中，TAT蛋白由86个氨基 酸组成；而在 HIV 1 (Consensus B)中，TAT 蛋白由101个氨基酸组成按照结构和功能 的不同可以将TAT蛋白划分为5个区：①酸 性N末端区(1 21)；②半胱氨酸(Cys)富 积区(22-37)，含有7个Cys，这在HIV各 亚型中高度保守；③核心区(38-48),含有 RKGLG屋序；④基本区(49-72),具有 RKKRRQRfR^,并且具有TAR RNA吉合活 性；⑤细胞黏附的C-末端区(73-101)，含有 RGtM序，TAT通过RGDM序与细胞整合素 结合Vive等［3］发现，TAT蛋白中具有穿膜功 能的序列是位于47〜57的11个氨基酸 (YGRKKRRQRRR富含碱性氨基酸(8个)，被 称为蛋白转导域 (protein transductiondomain, PTD)为了更好地了解TAT蛋白的 功能，加拿大 Manitoba大学的Shojania 等「4］采用15N和13C标记TAT (1-72)蛋 白，并通过核磁共振 (nuclear magnetic resonance , NMR)寸其结构进行了分析。

此 富含半胱氨酸的蛋白在时被还原， NMFRt学位移和耦合常数表明它是以无规则卷曲的 形式存在，半胱氨酸富含区和核心区的谱线 增宽并出现多峰，提示有的结构域出现了瞬 时折叠通过NMR也豫参量，光谱密度和 Lipari Szabo方法进行的分析都表明整个 分子中没有特定的结构，是一种天然未折叠 蛋白(natively unfolded protein) 这与 它能跟多种蛋白及核酸相互作用的功能相 一致2 TAT蛋白在HIV引起的疾病中的作用 TAT蛋白作为一个反式激活作用因子，在 HIV 1基因复制过程中起重要作用， 其基本区和核心区在反式激活作用中起关键作用 TAT蛋白还可以在转录水平上调节宿主细胞 的功能，它还能表现出许多生物学活性：诱 导血管形成，单核细胞的趋化性及炎症细胞因子如IL 1,IL 6和TNF a等的分泌TAT蛋白还可以促进来源于单核细胞的树突 状细胞成熟，增强其功能和抗原特异性 T细 胞反应此外，TAT蛋白还有其他重要的生 物学功能，艾滋病患者常伴发其他疾病，如 卡波济肉瘤、神经疾病等，可能与 TAT蛋白 有关TAT蛋白加快卡波济肉瘤的发病过程 卡波济肉瘤(Kaposi s sarcoma , KS)是 由卡波济肉瘤相关疱疹病毒(sarcoma associated herpesvirus , KSHV 或HHV8月I起的。

在艾滋病流行以前， KS主要见于意大利人和犹太人的老年男性中， 而且肿瘤生长缓慢而在艾滋病患者中，肿瘤 生长迅速，并扩展到肺、胃肠道及其他器官 中研究表明，TAT蛋白是卡波济肉瘤发病过程 中的一个重要因子TAT蛋白与感染有 KSHV 的BCBL 1细胞系共培养，发现TAT蛋白可 以诱导KSHXM因转录产生裂解期 mRNAf表 达产生蛋白质表明TAT蛋白通过诱导KSHV 复制，增加KSH咽毒数量来参与KS发病过程」5］TAT蛋白的神经毒性TAT蛋白与HIV 1引发的神经损伤有关， 表现出神经毒性TAT蛋白与甲基苯丙胺 (METH)fe同作用可以使纹状体多巴胺能神 经末梢变性，使多巴胺和多巴胺转运蛋白减 少，引起基底神经节结构的损伤， TNF a参与这一过程［6］Aprea等［7］对TAT引起的神经元损伤和 细胞死亡的分子机制进行了研究 TAT蛋白与大鼠胚胎皮质神经元作用后， 可以引起微管相关蛋白 2 (microtubule associated protein 2, MAP2快速降解及细胞骨架微丝 的塌陷这与观察到的神经机能异常的 AIDS患者脑内MAP彼失以及神经元损伤一致基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase , MMP>|lk一类结构相似、 含锌的内肽酶，可以降解胞外基质蛋白，也 能破坏血脑屏障和神经突触。

它可以降解 TAT蛋白，调节其神经毒性和转录活性:8］ TAT蛋白、MMP^人胎儿神经元共孵育后， 通过测定线粒体膜电势的变化及神经元死亡情况，发现神经毒性显着降低而 MMW制剂可以阻断这一效果细胞中 MMP寸TAT蛋白的水解作用，被认为是宿主的一种独特 的先天性免疫机制HIV感染患者脑部出现淀粉样沉积物， 脑啡肽酶(neprilysin) 是脑部淀粉样肽链主要的降解酶Daily等［9］发现源自TAT的多 肽可以抑制脑啡肽酶，使之失活，从而出现 淀粉样沉淀物研究表明 TAT蛋白本身并不 能抑制脑啡肽酶，起作用的是来自其半胱氨 酸富含区的多肽TAT蛋白表现出神经毒性的机制可能包括 与整合素受体结合，诱导氧化应力，造成线 粒体损伤，启动炎症级联反应［10」也有 研究表明，TAT蛋白可以与星形胶质细胞、 小胶质细胞及脑水皮细胞作用增加诱导型 NO曲表达，释放NO ［11］TAT蛋白与家族性原发性肺动脉高压 家族性原发性肺动脉高压 (familial primary pulmonary hypertension , FPPH) 与上皮细胞和巨噬细胞表面的骨形态发生 蛋白受体 2 (bone morphogenetic proteinreceptor , BMPR段因突变相关。

BMPR星 介导骨形态发生蛋白信号的受体，属于转化 生长因子 3受体重组并转导进入骨髓单核细胞(bone marrow mononuclear cell , BM MNC)中，观察其是否会抑制细胞死亡并 提高将其移植到缺血区的效率实验结果表 明，转导有PTD FNK的骨髓单核细胞可以 更好地存活并保持分化为内皮祖细胞的潜 能当将表达EGFP勺骨髓单核细胞移植到 大鼠的缺血区后发现，用 PTD FNK处理的 骨髓单核细胞能够更有效地整合到血管中， 还保持着生成血管的潜能PTD FNK可以显 着地提高骨髓单核细胞移植到缺血区的效 率国内在TAT穿膜序列应用方面的进展 局部缺血性脑损伤常常伴随着细胞中钙离 子浓度升高钙离子拮抗剂在动物模型中可 以降低钙离子浓度，但在临床实验中没有取 得成功国内复旦大学的Fan等［19］将PTD 与钙结合蛋白D 28K (CaBD)通过大肠杆菌重 组在一起，将其转导进入细胞中，发现可以 使细胞中的钙离子浓度降低， 维持钙离子稳 态PTD介导的蛋白转导可能成为治疗脑损 伤的有效方法军事医学科学院的 Wu等 ［20」将PTD与 酪氨酸羟化酶基因在 pET载体中融合并在 BL21中表达，以检测其对6羟基多巴胺引 起的帕金森病的治疗情况。

体外实验表明 PTD TH重组蛋白可以有效地进入到人神经 母细胞瘤中，大鼠体内实验表明该蛋白可以 透过血脑屏障进入到纹状体及中脑 对功能的测定证实其可以缓解 6 OHDA引起的症状 pt防导的人酪氨酸羟化酶有可能成为治疗 帕金森病的新方向4总结PTD具有广泛的应用，从理论上讲它可以将 任何蛋白转导进细胞中去， 可以用于治疗一些由于蛋白缺陷等引起的疾病在实际应用 中可能并不是想象中的那么简单， 有时会得不到预期的结果在实验过程中应警惕假阳 性结果的出现Andrade等［21］将TAT PTD 与半胱氨酸蛋白酶抑制剂 B (cystatin B, CSTB融合以研究其对癫痫症的治疗效果， 发现TAT PTD CSTB并不能穿过细胞膜进入细胞对于TAT蛋白PTD的穿膜机制还需 要进一步深入研究，使之更好地为人类服务[1] Green M, Loewenstein functional domains of chemically synthesized human immunodeficiency virus Tat transactivator protein [J] .Cell, 1988, 55 (6): 1179-1188.[2] Frankel AD, Pabo uptake of the tat protein from human immunodeficiencyvirus [J] .Cell, 1988, 55 (6): 189-11931.[3] Vive E, Brodin P, Lebieu truncated HIV 1 Tat protein basic domain rapidly translocates through the plasma membrane and accumulates in the cell nucleus [J] .J Biol Chem,1997, 272 (25):16010-16017.[4] Shojania S, O Neil 1 Tat is a natively unfolded protein: the solution conformation and dynamics of reducedHIV 1 Tat (1 -72)by NMR spectroscopy[J] .J Biol Chem, 2006, 281 (13):Tat8347-8356.15] Zeng Y, Zhang X, Huang Z, et of human immunodeficiency virus type 1 activates lytic cycle replication of Kaposi s Sa rcoma associated Herpes virus: role of the JAK/STAT signaling[J] .J Virol, 2007, 81 (5): 2401-2417.[6] Theodore S, Stolberg S, Cass WA, et imniunodeficiency virus 1 protein tat and methamphetamine interactions[J] .Ann N Y Acad Sci, 2006,1074:178-190.17] Aprea S, Del Valle L, Mameli G, et mediated binding of humanimmunodeficiency virus 1 Tat to thecytoskeleton causes[J].J Neurosci, 2006,prot。