HA蛋白的三維結構及受體結合部位
利用X線晶體衍射技術證實,流感病毒的HA蛋白以三聚體(trimer)的形式存在于雙層類脂膜上,即由 3個非共價結合的HA蛋白單體所組成,長約 13.5 nm(135A)。HA蛋白三聚體可分為呈桿狀的基底部及呈球狀的頭部兩部分,基底部長約7.6nm(76A),纖細桿狀,有3個HA。肽鏈螺旋纏繞而成;頭部較膨大,主要是由HA1肽鏈組成。病毒的受體結合部位呈淺口袋狀,位于HA蛋白的頭部。受體結合部位的氨基酸組成在不同亞型病毒HA蛋白中高度保守,如第98位的酪氨酸殘基,153位的色氨酸殘基,183位的組氨酸殘基,190位的谷氨酸殘基和 194位的亮氨酸殘基。此外HA蛋白中第224~228 位和第134~138位兩個區域分別構成受體結合部位的左右兩緣,HA蛋白頭部有 5個抗原位點,分別為 A、B、C、D和E。
HA蛋白的融合肽
HA2多肽的氨基末端即為融合體,對熱敏感。當PH為中性時,HA2多肽的第76~126位區域形成一個較大的α螺旋;第56~75位區域形成半環狀結構;第33~55位23個氨基酸殘基形成另外一個較小的α螺旋。當PH 降至5.0~6.0時,HA2多肽的空間構型發生不可逆性改變,第 40~105位區域形成一個大的α螺旋,并向前推進約 10 nm(100A)。這使原來藏在HA蛋白 三維結構內部的融合肽暴露,并靠近細胞膜,雖然目前對融合過程的機制尚不完全明了,但推測融合肽移位后可插入細胞膜內,進而介導病毒包膜與胞內體膜融合。
HA0分子的水解與病毒的感染性
HA0分子水解為HA1和HA2兩條多肽鏈是決定病毒有無感染性的先決條件。各亞型病毒HA 蛋白裂解位點的氨基酸組成不同,如人H1、H2及H3型病毒HA蛋白的裂解位點只有一個單獨的精氨酸殘基(R)。而另外一些病毒的HA蛋白,特別是禽流感病毒HA蛋白的裂解位點則有數個堿性氨基酸。根據對禽H5及H7 HA蛋白的研究發現,非致病性病毒HA蛋白的裂解位點含有1~2個堿性氨基酸,其序列呈R-X-X-R/K(X為其他非堿性氨基酸殘基);而致病性HA蛋白的裂解位點至少由4個堿性氨基酸殘基組成,其序列為 R-E-R-R-R-K-K-R。
人流感病毒用雞胚分離培養時無需加入外源性胰酶,因為雞胚組織細胞產生的蛋白酶可水解病毒的HA0蛋白,使其具有感染性,但用哺乳類動物細胞(如MDCK)培養時需加入外源性胰酶以協助病毒HA0分子水解。
丙型流感病毒的HEF蛋白
HEF是丙型流感病毒唯一的一種表面糖蛋白,它具有與受體結合、介導膜融合及受體破壞酶 等功能。HEF含有655個氨基酸,水解為HA1和HA2兩個多肽鏈,兩者間靠二硫鍵相連。HEF的序列與甲、乙型病毒HA蛋白有較大差別,但其半光氨酸殘基的數目與HA蛋白接近,故推測其三維結構與HA蛋白相似。