清华大学破解抗非洲猪瘟病毒药物的关键一环 确定P72的结构
2019年9月17日,清华大学医学院向烨研究团队等研究人员在Cell Research上在线发表了题为Structure of the African swine fever virus major capsid protein p72的文章。研究人员用冷冻电镜单粒子三维重建确定了P72的结构,分辨率为2.67Å。研究表明在B602L的帮助下,三个P72分子聚集成一个耐热三聚体。该研究可以为ASFV疫苗和抗病毒药物的开发提供线索。
于此同时,2019年2月28日,清华大学向烨团队在PNAS上发表题为“Cryo-electron microscopy structure of thefilamentous bacteriophage IKe”的文章,该研究建立并报告完整丝状噬菌体IKe的衣壳的原子模型,分辨率达到3.4Å。此外,病毒粒子的不对称重建表明,包裹在粒子中的ssDNA基因组采用左旋螺旋结构。主要衣壳蛋白的C末端中的四个带正电荷的残基中的两个与内部DNA核心结构紧密相互作用并稳定(点击阅读)。
非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)感染引起的一种具有高度传染性和致命性的家猪疾病。最近,这种病毒传播到中国这个最大的猪肉消费国,造成了巨大的经济损失。到目前为止,还没有有效的方法来防止病毒的传播。迫切需要预防ASFV感染或有效治疗ASF的疫苗。
ASFV是天冬氨酸科(Asfarviridae)中属于核质巨DNA病毒(NCLDVS)组的唯一成员。早期研究表明,病毒子具有复杂的多膜多蛋白结构。病毒外壳为二十面体衣壳,主要由病毒基因B646L编码的蛋白P72组装而成。主要衣壳蛋白(MCP)P72是病毒的最主要的结构成分,约占病毒总质量的31%——33%,使其成为感染猪的主要抗原之一。识别P72的单克隆抗体可中和毒力强的ASFV分离株。
p72的结构
ASFV的B602L在二十面体的形成中起着重要的作用,并具有辅助产生抗胰蛋白酶的p72的功能。结果表明,P72在HEK293F细胞中的单独表达导致了P72可溶性聚集物的形成。只有当P72和B602L在HEK293F细胞中共同表达时,才能正确折叠和组装P72。
在这里,研究人员用冷冻电镜单粒子三维重建确定了P72的结构,分辨率为2.67Å。并表明在B602L的帮助下,三个P72分子聚集成一个耐热三聚体。该研究可以为ASFV疫苗和抗病毒药物的开发提供线索。
关于抗病毒药物
抗病毒感染的途径很多,如直接抑制或杀灭病毒、干扰病毒吸附、阻止病毒穿入细胞、抑制病毒生物合成、抑制病毒释放或增强宿主抗病毒能力等。抗病毒药物的作用主要是通过影响病毒复制周期的某个环节而实现的。
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