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抗病毒蛋白結(jié)構(gòu)與功能研究獲進展

日期:2012-07-31 08:33:12

724日,Cell Research雜志在線發(fā)表了中科院生物物理研究所劉迎芳課題組等的研究成果,題為Crystal structure of ISG54 reveals a novel RNA binding structure and potential functional mechanisms。該項成果是劉迎芳課題組繼抗病毒蛋白ZAPNSMB. 2012 Mar 11;19(4):430-5)研究工作之后,在干擾素誘導抗病毒蛋白結(jié)構(gòu)與功能研究方面的又一新進展。

 

干擾素誘導基因56(Interferon-stimulated gene 56, ISG56)家族成員在細胞抵御病毒入侵時發(fā)揮重要的作用,但是其功能機制一直不清楚。早期的報道認為,ISG56家族成員ISG54ISG56可以通過抑制翻譯起始復合物的形成來行使抗病毒功能。隨后有人發(fā)現(xiàn),該家族成員還影響細胞因子的表達。近來的研究結(jié)果表明,ISG54ISG56可以識別非宿主mRNA從而行使抗病毒功能。盡管這些結(jié)果為ISG56家族成員的抗病毒功能提出了可能的機制,但是無法解釋其細胞功能機制。

 

劉迎芳課題組通過解析晶體結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)ISG54具有一種全新的RNA結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)含有9tetratricopeptide repeat-like結(jié)構(gòu)域,形成domain-swapped二體(如圖)。ISG54C端折疊成一個超螺旋結(jié)構(gòu),可以用來結(jié)合病毒mRNA。這些RNA結(jié)合位點的關鍵殘基被突變以后,ISG54會喪失其RNA結(jié)合能力和抗病毒功能。

 

研究中還意外發(fā)現(xiàn),ISG54對于RNA的序列具有很強的選擇性,其傾向于結(jié)合富含AURNA,這種結(jié)合并不依賴于mRNA Cap5’三磷酸化特征。進一步的研究表明,ISG54可以結(jié)合細胞因子蛋白mRNA非編碼區(qū)的ARE序列。由于ARE對于調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性有重要作用,研究人員推測這可能是ISG54發(fā)揮細胞功能的關鍵。

 

作為ISG56家族蛋白的第一個結(jié)構(gòu),該項工作對于解釋ISG56家族成員的功能機制具有重要意義。

 

該項工作是由劉迎芳研究員與武漢大學舒紅兵院士組合作完成的。該項研究課題得到了科技部、國家自然科學基金委和中國科學院的資助,以及上海光源和Diamond同步輻射光源的支持。

 


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