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研究人员解决关键的寨卡病毒蛋白质结构

2019-01-18 09:45:15 • 来源：

研究人员揭示了由寨卡病毒产生的蛋白质的分子结构，该病毒被认为与病毒的繁殖及其与宿主免疫系统的相互作用有关。该研究结果为全球科学家提供了有关NS1 蛋白在寨卡病毒感染中的作用的新信息，并扩展了科学家对黄病毒家族的认识，黄病毒家族还包括登革热，西尼罗河和黄热病。该研究由密歇根大学领导，并与普渡大学合作完成。

研究人员解决关键的寨卡病毒蛋白质结构

“拥有全长Zika NS1的结构提供了有助于指导潜在疫苗或抗病毒药物设计的新信息，”资深作者Janet Smith说，他是UM生命科学研究所结构生物学中心主任，她的实验室所在地，以及密歇根大学医学院的生物化学教授。“研究人员仍在努力准确了解寨卡和其他黄病毒如何与感染者的免疫系统相互作用，”她说。“拥有这些原子级细节可以帮助科学家提出更好的问题，并在我们继续学习新信息时设计更周到的实验。”

该研究结果计划于7月25日在Nature Structural&Molecular Biology上在线发表。今年早些时候，中国科学家发表了部分结构。

蚊子传播的寨卡病毒已经存在了几十年，但最近在与严重的先天性缺陷和格林 - 巴利综合症相关联，并在中美洲和南美洲迅速蔓延后，最近成为一种国际卫生突发事件。

目前没有治疗或疫苗，但有几家公司已宣布计划开发一种治疗或疫苗。

“尽管它与其他相关病毒有相似之处，但我们发现Zika NS1结构存在一些重要差异，”结构生物学中心高通量蛋白实验室的科学主任，该研究的共同第一作者W. Clay Brown说。

使用X射线晶体学和电子显微镜获得的新的3-D结构显示，Zika NS1蛋白的外表面具有与其他黄病毒相比显着不同的电荷性质 - 表明它可能与成员的相互作用不同。被感染者的免疫系统。

这项研究也是第一个捕获蛋白质翼区上柔性环的分子结构的研究，这在以前的研究中是隐藏的。

“从登革热NS1结构的研究，有人认为这种循环翻转了，但我们在寨卡病毒的研究显示它从机翼翻转下来，”共同作者理查德·库恩，普渡大学生物科学教授兼普渡研究所说炎症，免疫学和传染病。“这非常重要，因为它表明与宿主细胞膜的相互作用以及NS1执行其多种功能的可能机制。

“看到这种差异提供了新的见解，帮助我们更好地了解NS1蛋白，”库恩说，他是研究团队的成员，最初确定了寨卡病毒的结构。“了解其结构和功能有助于我们确定抑制剂的目标，以阻止重要的病毒过程和治疗感染。”

史密斯实验室的研究科学家，该研究的另一位主要作者David L. Akey指出，研究小组还研究了随着时间的推移Zika NS1蛋白基因序列的变化。

“正如普通感冒和流感病毒随着时间的推移而变化，寨卡病毒在其遍布全球的过程中发生了变化，因此巴西感染的NS1与免疫系统相比看起来与其非洲祖先不同，”Akey说。

NS1(非结构蛋白1)蛋白在病毒感染中起多种作用。在受感染的细胞内，必须制作病毒的新拷贝以感染其他细胞。受感染的细胞还会将NS1包分泌到患者的血流中，其中较高的水平与更严重的疾病相关。

十字形蛋白质具有两个不同的表面。内表面是“油腻的”并且被认为与细胞膜相互作用，而外表面一旦分泌到血液中，就可以与患者的免疫系统相互作用。

即使没有病毒存在，一些NS1蛋白的分泌形式也可以产生血管出血，例如在严重的登革热感染中。

2014年，许多相同的团队成员参与了第一项分离和绘制登革热和西尼罗河病毒NS1蛋白的研究，该研究发表在“科学”杂志上。“分离蛋白质以研究它对研究人员来说是一个挑战，”史密斯当时说。“一旦我们发现了如何做到这一点，它就会结晶得很漂亮。”

来自LSI的Jamie Konwerski，Jeffrey Tarrasch和Georgios Skiniotis也是该论文的作者。X射线晶体学数据是在美国能源部阿贡国家实验室的高级光子源中收集的。电子显微镜由LSI的Skiniotis实验室进行。

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