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脱氧核苷三磷酸水解酶SAMHD1蛋白是巨噬细胞内特异的的抗病毒限制因子,能够有效抵抗HIV病毒感染髓系细胞和处于静息期的CD4阳性T细胞。HIV-2病毒和部分灵长类免疫缺陷病毒SIV通过编码辅助蛋白Vpx能够有效促进HIV/SIV病毒在巨噬细胞内复制,Vpx行使功能的主要途径是借助宿主自身泛素化复合体CRL4(DCAF1)诱导SAMHD1泛素化修饰,导致泛素化修饰后的SAMHD1蛋白被蛋白酶体所降解,解除巨噬细胞内对HIV/SIV病毒感染的抵抗能力。前期研究已经较为全面的解析了Vpx-CRL4(DCAF1)蛋白复合体的分子组装机制,但是对于Vpx蛋白功能调控的分子机制尚有待进一步探究。本研究重点关注病毒蛋白Vpx适应宿主细胞内环境的分子策略,寻找Vpx蛋白突破宿主限制因子SAMHD1中进化保守的分子特性,作为新型广谱稳定有效的抗病毒作用靶标。根据研究内容,可分为:(1)病毒蛋白Vpx C端富脯氨酸保守功能结构域参与调控Vpx自身功能的分子机制研究;(2)Vpx蛋白C端富脯氨酸保守功能结构域在Vpx依赖性降解限制因子SAMHD1和促进病毒感染巨噬细胞中的作用研究;(3)病毒蛋白Vpx逃避宿主细胞内CRL4(DCAF1)泛素连接酶抑制因子Merlin的调控作用及机制研究;(4)鉴定出一种具有抑制病毒蛋白Vpx降解宿主限制因子SAMHD1作用的DCAF1显性失活突变体。本研究揭示了HIV-2/SIVsm等几个种属慢病毒的辅助蛋白vpx在进化过程中通过编码C末端富含脯氨酸结构域获得抵抗宿主蛋白酶体依赖性降解的能力,增强了Vpx蛋白的稳定性及功能的持久性,是一种病毒蛋白适应宿主细胞内环境的分子策略。同时,此段脯氨酸保守功能结构域的缺失能够降低Vpx蛋白的功能,是由于干扰了Vpx蛋白稳定有效降解SAMHD1的能力。在确证了Vpx蛋白C端富脯氨酸结构域对Vpx蛋白功能影响之后,本研究又进一步证实这段富脯氨酸结构域对Vpx功能的影响是通过非CRL4(DCAF1)泛素连接酶依赖的蛋白酶体降解途径来完成的,并且证明多聚脯氨酸序列缺失后Vpx含量的降低与CRL4(DCAF1)-Vpx-SAMHD1泛素复合体无关。除了对Vpx蛋白自身的一段保守结构域适应宿主细胞内环境的功能调控机制的研究,本论文还研究了病毒蛋白vpx如何逃避宿主细胞内CRL4(DCAF1)泛素复合体抑制因子Merlin从而不影响此泛素复合体降解SAMHD1的。通过一系列研究证实,病毒蛋白Vpx、泛素复合体抑制因子Merlin与DCAF1蛋白虽然存在于同一个复合体,但是Vpx与DCAF1的结合区域不同于Merlin与DCAF1的结合区域,并且,DCAF1蛋白缺失Merlin结合区域后依然能维持Vpx降解SAMHD1的功能。除此之外,通过研究Vpx蛋白如何识别和躲避CRL4(DCAF1)复合体调控因子Merlin的影响,我们发现DCAF1(1312-1417)区域对Vpx识别DCAF1蛋白及CRL4(DCAF1)蛋白分子组装具有重要意义,并且鉴定出一种具有抑制病毒蛋白Vpx降解宿主限制因子SAMHD1作用的DCAF1(1-1311)显性失活突变体。