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科學(xué)家揭示埃博拉病毒和其它RNA病毒的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)蛋白

2015-07-07

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埃博拉病毒和狂犬病毒都是兩種人類的致死性病原體，其同屬于RNA病毒類別，而且其在宿主體內(nèi)常常會共享一套常用的策略來進行病毒基因組的復(fù)制，而其它同類型的病毒包括馬爾堡病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒以及水皰性口炎病毒等；研究者發(fā)現(xiàn)水皰性口炎病毒(VSV)可以引發(fā)牲畜患急性病，但其并不會引發(fā)人類患病，但其作為一種模型病毒對人類卻是有害的。

近日一篇刊登在國際雜志Cell上的研究論文中，來自哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員利用電子冷凍顯微鏡技術(shù)首次在原子水平上揭示了水皰性口炎病毒(VSV)的特殊蛋白的結(jié)構(gòu)，這種名為聚合酶蛋白L的特殊蛋白對于RNA病毒的復(fù)制非常重要。

研究者Sean Whelan教授表示，如今我們清楚理解了RNA合成如何對RNA病毒發(fā)揮重要作用，如果我們可以開發(fā)一種病毒特異性的靶點來阻斷其中一種RNA病毒的復(fù)制，那么揭示聚合酶蛋白的精細結(jié)構(gòu)或許就可以幫助我們開發(fā)新型療法。科學(xué)家們都知道RNA病毒如何感染宿主細胞，病毒可以通過釋放一種大型的蛋白-RNA復(fù)合物來開啟感染宿主細胞的過程，而進行病毒RNA復(fù)制的蛋白是聚合酶蛋白L，其可以引導(dǎo)合成RNA所需的所有酶類活動，隨后可以將帽狀結(jié)構(gòu)添加于RNA末端來確保其不會在細胞中被破壞，進而保證其進行蛋白質(zhì)的翻譯。

靶向作用聚合酶分子的抗病毒藥物部分是基于理解聚合酶的結(jié)構(gòu)而開發(fā)的，這種開發(fā)抗病毒藥物的方法可以幫助成功抵御HIV及丙肝病毒的感染；但對于非揭節(jié)段的負鏈RNA病毒而言，揭示聚合酶蛋白L的結(jié)構(gòu)或許更加具有挑戰(zhàn)性。聚合酶蛋白L是一種較大結(jié)構(gòu)的蛋白，然而大型結(jié)構(gòu)的蛋白往往難以產(chǎn)生以及純化，而且蛋白L還非常可變，其攜帶有許多功能性的片段，這些片段非常難以分離。

這項研究中，研究者通過收集多種病毒樣本的數(shù)據(jù)，并且對病毒的聚合酶蛋白L的三維成像模型進行收集以及圖像排列研究；隨后研究者構(gòu)建了VSV病毒L蛋白多肽鏈的原子模型，通過構(gòu)建這種VSV病毒聚合酶蛋白L結(jié)構(gòu)的模型或可幫助理解其它同類病毒中L蛋白的結(jié)構(gòu)以及功能。

最后研究者指出，埃博拉病毒和狂犬病毒的L蛋白看起來都非常相似，其僅在反應(yīng)氨基酸確切特性上存在微小的差異，但我們知道這些蛋白的功能和結(jié)果都是相同的；理解L蛋白的精細結(jié)構(gòu)或可幫助科學(xué)家們闡明RNA合成對于病毒存活的重要性。研究者表示后期他們還將進行更深層次的研究來更深入地闡明對病毒重要的關(guān)鍵蛋白的結(jié)構(gòu)，對于后期開發(fā)抵御多種病毒感染的新型策略將非常重要。

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