2. Đặc điểm của chi Begomovirus
4.2.2.3. Phân tích protein CP của 3 mẫu virus
CP (Coat Protein) của begomovirus cũng là một protein đa chức năng với 3 chức năng quan trọng nhất là lắp ráp thành phân tử virus, lan truyền qua vector, nhập nhân tế
bào ký chủ.
Lắp ráp phân tử. Một trong các chức năng quan trong nhất của CP là tạo thành vỏ bọc của phân tử virus. Để hoàn thành chức năng này, CP phải có khả năng liên kết với nhau (liên
kết CP-CP). Các nghiên cứu cho thấy, phần đầu N của 1 phân tử CP này sẽ liên kết với phần
đầu C của 1 phân tử CP khác (Hallan và Gafni, 2001). Ngoài ra, 1 số gốc aa nằm ở phần trung tâm của CP cũng cần cho liên kết CP-CP (Noris và cộng sự, 1998).
Đối với 3 virus trong nghiên cứu này, 2 gốc K (đánh dấu ‡) và T (đánh dấu ↓) như
trình bày trên Hình 4.10. nằm ở vùng trung tâm tương ứng với 2 gốc aa đã được chứng minh cần cho liên kết CP-CP của TYLCV (Noris và cộng sự, 1998), trong đó nếu gốc K bịđột biến sang P có thể làm biến đổi cấu trúc thứ cấp của CP dẫn tới mất khả năng liên kết CP-CP và hậu quả là không hình thành phân tử virus.
Lan truyền qua vector. Các begomovirus lan truyền ngoài tự nhiên nhờ bọ phấn (B. tabaci) theo kiểu bền vững tuần hoàn có nghĩa virus phải được hút qua vòi, vào ruột, vào xoang cơ thể, quay trở lại tuyến nước bọt. Vùng CP liên quan đến khả năng lan truyền qua bọ
phấn của begomovirrus đã được chứng minh nằm ở vùng trung tâm (vị trí khoảng từ 120 – 180 aa) (Harrison và cộng sự, 2002).
So sánh với các nghiên cứu đã công bố (Harison và cộng sự, 2002), các gốc aa quan trọng qui định khả năng lan truyền qua bọ phấn trên vùng trung tâm CP của 3 virus, như trình bày trên Hình 4.10, gồm K (đánh dấu ‡), N, F, D, Q, L (đánh dấu ▼). Tất cả các gốc này đều tương tự với các gốc tương ứng của phần lớn các begomovirus khác. Gây đột biến ở các vị trí này có thể làm mất hoặc phục hồi khả năng lan truyền qua bọ phấn của begomovirus (Noris và cộng sự, 1998; Kheyr-Pour và cộng sự, 2000; Hohnle và cộng sự, 2001).
Nhập nhân tế bào ký chủ. Các begomovirus là các virus DNA, vì vậy, quá trình tái sinh bộ gen virus phải được thực hiện trong nhân tế bào ký chủ. Ngay khi xâm nhập được vào tế bào ký chủ, protein duy nhất của virus có mặt là CP, và do đó nó tham gia vào việc vận chuyển DNA của virus vào trong nhân thông qua lỗ màng nhân. Phức hợp DNA-CP của virus phải được liên kết với các phân tử vận chuyển trung gian của tế bào ký chủ gọi là karyopherins. Để được các phân tử karyopherin nhận biết và liên kết, protein virus phải có các dấu hiệu nhập nhân (NLS, Nuclear Localizing Signals). Dấu hiệu nhập nhân NLS của phần lớn protein hoạt động trong tế bào thực vật có cấu trúc đặc trưng gồm 2 chuỗi aa kiềm (K/R) cách nhau bởi 1 số aa (không nhỏ hơn 4) (Gafni và Epel, 2002). Đối với các
begomovirus, các dấu hiệu NLS này đã được xác định nằm cảở 3 vùng (đầu N, trung tâm và
đầu C) (Kunik và cộng sự, 1998; Unseld và cộng sự, 2001).
Tìm kiếm trên CP của 3 virus đã cho thấy có 5 vùng NLS giàu aa kiềm (K/R) (Hình 4.10). Hai vùng NLS1 (KR) và NLS2 (KVR/PRR) đầu N cách nhau bởi 8 aa có trình tự và vị
trí giống 2 NLS của Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) (Kunik và cộng sự, 1998). Đối với TYLCV, 2 NLS này là đủ cho chức năng nhập nhân của CP.
Ba dấu hiệu nhập nhân còn lại, NLS3 (RPMYRK, phần đầu N), NLS4 (RVGKRFCVK, phần trung tâm) và NLS5 (RKFMK, phần đầu C) cũng được tìm thấy trên CP của cả 3 virus (Hình 4.10). Như đã được chứng minh đối với CP của African cassava mosaic virus (ACMV), NLS3 có tác dụng bổ trợ NLS1 và NLS2 cho chức năng nhập nhân còn NLS4 và NLS5 là các dấu hiệu nhập nhân độc lập (Unseld và cộng sự, 2001). NLS1 NLS2 NLS3 Dudu31 MPKRPADIVIPTPASKVPRRLNFDSPYASRAAAPTVLVTNKRRSWVNRPMYRKPRMYRTY 60 Cachua89 MSKRPADIVISTPASKVRRRLNFDSPYASRAAAPTVLVTNKRRSWVNRPMYRKPRMYRMY 60 Cachua100 MSKRPADIVISTPASKVRRRLNFDSPYVSRAAAPTVLVTNKRRSWVNRPMYRKPRMYRMY 60 NLS4 Dudu31 KSPDVPRGCEGPCKVQSYEQRHDVEHVGKVICVSDVTRGNGLTHRVGKRFCVKSVYVLGK 120 Cachua89 KSPDVPRGCEGPCKVQSYEQRHDVAHVGKVICVSDVTRGNGLTHRVGKRFCVKSVYVLGK 120 Cachua100 KSPDVPRGCEGPCKVQSYEQRHDVAHVGKVICVSDVTRGNGLTHRVGKRFCVKSVYVLGK 120 ‡▼ ↓ ▼ ▼ ▼ ▼
Dudu31 IWMDEKIKTKNHTNTVMFFLVRDRRPFGTPQDFGQVFNMYDNEPSTATVKNDNRDRFQVL 180 Cachua89 IWMDENIKTKNHTNTVMFFLVRDRRPFGTPQDFGQVFNMYDNEPSTATVKNDNRDRFQVL 180 Cachua100 IWMDENIKTKNHTNTVMFFLVRDRRPFGTPQDFGQVFNMYDNEPSTATVKNDNRDRFQVL 180
NLS5 Dudu31 RRFQATATGGQYASKEQAIVRKFMKVNNHVTYNHQEAAKYDNHTENALLLYMACTHASNP 240 Cachua89 RRFQATVTGGQYASKEQAIVRKFMKVNNHVTYNHQEAAKYDNHTENALLLYMACTHASNP 240 Cachua100 RRIQATVTGGQYASKEQAIVRKFMKVNNHVTYNHQEAAKYDNHTENALLLYMACTHASNP 240 Dudu31 VYATLKIRIYFYDSVQN 257 Cachua89 VYATLKIRIYFYDSVQN 257 Cachua100 VYATLKIRIYFYDSVQN 257
Hình 4.10. Protein CP của 3 virus Dudu31, Cachua89 và Cachua100 với các motif hoặc gốc aa chủ chốt liên quan đến các chức năng lắp ráp virion, lan truyền qua vector và nhập nhân được in
4.2.3. So sánh trình tự và phân tích phả hệ của 3 mẫu virus 4.2.3.1. Tìm kiếm chuỗi tương đồng trên GenBank