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中國科學家揭開寨卡病毒復制奧秘

  • 來源:新華社
  • 2016年07月29日
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  • http://upload.vodjk.com/newimage/2017/1109/thumb_200_200_1510188494716163.jpg http://www.mecin.cn/jk/yldt/ 新華社 奧秘 中國 科學家 病毒 1046

     

    記者28日從天津大學了解到,天津大學楊海濤教授帶領的科研團隊揭開了寨卡病毒復制的奧秘,這一關鍵步驟的揭示將有助于開發抗病毒藥物,抵御該病毒在全球范圍內的巨大威脅。

    寨卡病毒目前在南美洲和拉丁美洲肆虐,病毒感染除了能夠造成新生兒小頭畸形,還能引發格林——巴利綜合征。后者是一種嚴重的神經系統疾病,能導致患者癱瘓甚至死亡,然而目前還沒有什么藥物能夠有效控制寨卡病毒感染。

    寨卡病毒如何在宿主細胞中復制一直是個謎。楊海濤團隊在Protein&Cell(《蛋白質與細胞》)雜志上發表的研究文章,解開了其復制的關鍵過程和機理。

    幾乎所有病毒都需要一種稱之為解旋酶的蛋白質來進行復制。寨卡病毒解旋酶是一種“馬達”蛋白(一類具有驅動能力的蛋白質),它通過水解三磷酸核苷將化學能轉換為機械能,從而實現對雙鏈核酸的解鏈功能。

    病毒只有將雙鏈核酸解鏈后,才能將單鏈遺傳物質進行復制,實現增殖。對此,科研團隊利用X光單晶衍射技術成功獲得了寨卡病毒解旋酶執行功能和結合底物時的3D圖像。

    三磷酸腺苷(ATP)和金屬離子是解旋酶執行功能所必需的。圖像中,研究人員在原子分辨率水平上展示了寨卡病毒解旋酶、三磷酸腺苷和金屬催化離子形成的三元復合物的空間結構。此外,研究人員還成功捕捉到了寨卡病毒解旋酶結合ATP以及金屬離子的中間狀態,這是首次揭示黃病毒家族(一種蚊媒病毒,包括寨卡病毒、登革熱病毒、黃熱病毒、西尼羅病毒等)解旋酶與天然底物ATP結合時的結構。

     

    “通過對這一結構的分析,可以揭示寨卡病毒解旋酶如何識別ATP和金屬催化離子的機制”,楊海濤表示。

    為了探究寨卡病毒與其他黃病毒屬成員在復制機制上的差異,研究人員還解析了寨卡病毒解旋酶與基因組RNA結合時的復合物三維結構。他們發現,一個貫穿解旋酶的通道負責“抓住”RNA。令人吃驚的是,寨卡病毒解旋酶在結合RNA后會經歷顯著的構象變化,而這種構象變化與登革熱病毒的解旋酶截然不同。

    研究指出,黃病毒家族解旋酶在進化過程中演化出一種保守的分子“馬達”,它可以通過水解三磷酸核苷將化學能轉變為機械能,用于實現病毒復制過程中的“解鏈”;而利用不同的“運動”模式,不同病毒成員的解旋酶又以不同的方式識別并結合基因組RNA,用于滿足病毒復制的需要。這些寨卡病毒復制關鍵步驟的闡釋,將對抗病毒藥物的開發起到積極作用。

    不久前,該研究團隊在Protein&Cell雜志上發表文章展示了寨卡病毒解旋酶的晶體結構,分辨率達到1.8A。這一高分辨率結構揭示了水解三磷酸核苷的關鍵區域,以及容納RNA的正電荷通道,為寨卡病毒藥物研發提供了一個精確的模型。

    原標題:中國科學家揭開寨卡病毒復制奧秘

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