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CPHI制藥在線 資訊 研究揭示絲狀病毒IKe結(jié)構(gòu)

研究揭示絲狀病毒IKe結(jié)構(gòu)

熱門(mén)推薦: 絲狀病毒 噬菌體IKe IKe結(jié)構(gòu)
來(lái)源:清華大學(xué)
  2019-03-10
噬菌體IKe屬于絲狀噬菌體家族成員(Inoviridae),成熟病毒顆粒為無(wú)包膜纖維絲狀結(jié)構(gòu)。絲狀噬菌體病毒纖維直徑約為65~70 ?,長(zhǎng)度在800~2000 nm左右。該類(lèi)病毒的DNA是由大小在5000~8000堿基左右的單鏈環(huán)狀DNA組成,其能夠編碼與病毒復(fù)制、成熟組裝過(guò)程相關(guān)的10個(gè)病毒蛋白。

       噬菌體IKe屬于絲狀噬菌體家族成員(Inoviridae),成熟病毒顆粒為無(wú)包膜纖維絲狀結(jié)構(gòu)。絲狀噬菌體病毒纖維直徑約為65~70 ?,長(zhǎng)度在800~2000 nm左右。該類(lèi)病毒的DNA是由大小在5000~8000堿基左右的單鏈環(huán)狀DNA組成,其能夠編碼與病毒復(fù)制、成熟組裝過(guò)程相關(guān)的10個(gè)病毒蛋白。病毒環(huán)狀DNA在成熟病毒纖維中是由主要衣殼蛋白(major coated protein,protein 8,p8)螺旋排列所形成的衣殼所包裹,而參與宿主表面受體結(jié)合以及病毒釋放過(guò)程的相關(guān)蛋白位于絲狀纖維的兩極。目前對(duì)于該類(lèi)噬菌體結(jié)構(gòu)以及其內(nèi)部環(huán)狀DNA的具體形態(tài)還沒(méi)有相關(guān)高分辨結(jié)構(gòu)報(bào)道。

       通過(guò)采用冷凍電鏡三維重構(gòu)方法,向燁實(shí)驗(yàn)組成功解析高分辨噬菌體IKe螺旋病毒衣殼結(jié)構(gòu)。組成該病毒衣殼的主要衣殼蛋白p8以單根α螺旋的形式螺旋排列形成病毒衣殼。位于同一高度的5根主要衣殼蛋白共同構(gòu)成了該病毒的衣殼蛋白層,相鄰衣殼層之間通過(guò)相應(yīng)螺旋參數(shù)(twist為38.52o,rise為16.77 ?)排列堆積形成病毒衣殼。解析得到的主要衣殼蛋白p8根據(jù)結(jié)構(gòu)可以劃分成兩個(gè)部分:靠近N端的螺旋HN、靠近C端的螺旋Hc。其中HN部分的4個(gè)親水性氨基酸均暴露于病毒衣殼外側(cè),該部分疏水性氨基酸則與周?chē)渌鹥8單體蛋白結(jié)構(gòu)相互作用。其中p8蛋白單體上的Trp29能夠與鄰近p8蛋白單體上的Tyr9通過(guò)π-π共軛方式相互作用,極大穩(wěn)定了病毒的衣殼結(jié)構(gòu)。而HC部分C末端被完全包埋在病毒衣殼內(nèi)腔。該部分 4個(gè)帶正電的氨基酸殘基都暴露于病毒衣殼內(nèi)腔表面,使得整個(gè)衣殼內(nèi)腔均帶正電,進(jìn)而介導(dǎo)了與內(nèi)部單鏈環(huán)狀DNA的相互作用。另外,本次研究通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)噬菌體內(nèi)部環(huán)狀DNA與外部病毒衣殼之間存在固定空間取向關(guān)系。采用非對(duì)稱(chēng)重構(gòu)解析發(fā)現(xiàn)該環(huán)狀DNA是以左手螺旋方式存在于病毒衣殼內(nèi)部,病毒主要衣殼蛋白末端帶正電氨基酸Arg43和Lys51對(duì)于穩(wěn)定該DNA特殊結(jié)構(gòu)可能起到至關(guān)重要的作用。

       此項(xiàng)工作由向燁實(shí)驗(yàn)組和以色列特拉維夫大學(xué)Amir Goldbourt實(shí)驗(yàn)組合作完成。向燁博士和Amir Goldbourt博士為本論文共同通訊作者,已畢業(yè)2013級(jí)博士生許靖蔚博士為第一作者,Amir Goldbourt組Nir Dayan參與本次實(shí)驗(yàn)研究。該研究得到我國(guó)973項(xiàng)目(2015CB910102)、中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金(31861143027和31470721)、中國(guó)國(guó)家科技部(Grant 2016YFA0501100)、中國(guó)-以色列科研基金(Grant 2423/18)、中組部青年千人計(jì)劃,感染性疾病診治協(xié)同創(chuàng)新中心和北京華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心的大力支持的共同資助。

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