Physicochemical Analysis of Flu Hemagglutinin Sequence

[[abstract]]1918 年，流行性感冒突然嚴重爆發，在全世界有二千萬到四千萬人因為感染流行性感冒疾病而死亡，造成如此高感染力的原因始終不明，因此JamesStevens 和Scripps 學院的Ian Wilson 在La Jolla 開始著手研究採自阿拉斯加受難者的屍體組織，希望能夠找出原因，他們找出病毒表面蛋白hemagglutinin (HA)的序列並分析其結構，結果顯示，它跟感染鳥的流行性感冒病毒較接近較有關係。對於流行性感冒病毒來說，HA 蛋白是非常重要的，因為它結合到人類的肺細胞表面受器，此時，HA 會改變形態幫助病毒的膜與宿主融合，整個過程在分子層次上是物理化學的交互作用。1918 年造成異常高的傳染性和死亡率的HA 蛋白，在結構上有兩個特別突出的特徵異於一般：(1)一般受器結合位置的範圍是狹小的，然而1918 年流行性感冒病毒的HA 蛋白卻以一個氨基酸突變，使結合位置稍微的變大，這可能會增加傾向於對人類細胞的感染。(2)有兩個之前未被查覺的鹼性小片段(histidine rich)，當病毒融入細胞膜時，可能會提高HA 的感染性，其中一個小片段被發現只有在感染鳥的病毒種類中才有。根據這些線索，我們推論流行性感冒病毒的感染對象，以及禽流感感染人的可能性，應該跟它的HA蛋白質序列所具有的物理化學性質，有很密切的關係。因此，我們利用資料探勘的方法，找出流行性感冒病毒的HA蛋白序列中，感染人與禽類所具備的物理化學性質特徵差異。我們從公開的資料庫(http://www.flu.lanl.gov/)中搜集各種流感病毒的HA蛋白質序列，並分別針對序列上氨基酸的酸鹼性、凡得瓦體積、表面積與疏水性，做與感染事件有關的物理化學性質特徵分析，並找出了一些感染人與禽類的差異點。這些特徵差異點，有助於將來針對病毒的感染以及禽流感感染人類的可能性，發展有效的防制方法