全程導醫(yī)網(wǎng) 健康焦點：記者28日從天津大學了解到，天津大學楊海濤教授帶領(lǐng)的科研團隊揭開了寨卡病毒復制的奧秘，這一關(guān)鍵步驟的揭示將有助于開發(fā)抗病毒藥物，抵御該病毒在全球范圍內(nèi)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(fā)格林——巴利綜合征。后者是一種嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)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(zhì)與細胞》)雜志上發(fā)表的研究文章，解開了其復制的關(guān)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(zhì)來進行復制。寨卡病毒解旋酶是一種“馬達”蛋白(一類具有驅(qū)動能力的蛋白質(zhì))，它通過水解三磷酸核苷將化學能轉(zhuǎn)換為機械能，從而實現(xiàn)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(zhì)進行復制，實現(xiàn)增殖。對此，科研團隊利用X光單晶衍射技術(shù)成功獲得了寨卡病毒解旋酶執(zhí)行功能和結(jié)合底物時的3D圖像。
三磷酸腺苷(ATP)和金屬離子是解旋酶執(zhí)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(jié)構(gòu)。此外，研究人員還成功捕捉到了寨卡病毒解旋酶結(jié)合ATP以及金屬離子的中間狀態(tài)，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(jié)合時的結(jié)構(gòu)。
“通過對這一結(jié)構(gòu)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(jié)合時的復合物三維結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，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(jié)合RNA后會經(jīng)歷顯著的構(gòu)象變化，而這種構(gòu)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(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，用于實現(xiàn)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(jié)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(guān)鍵步驟的闡釋，將對抗病毒藥物的開發(fā)起到積極作用。
不久前，該研究團隊在Protein&Cell雜志上發(fā)表文章展示了寨卡病毒解旋酶的晶體結(jié)構(gòu)，分辨率達到1.8A。這一高分辨率結(jié)構(gòu)揭示了水解三磷酸核苷的關(guān)鍵區(qū)域，以及容納RNA的正電荷通道，為寨卡病毒藥物研發(fā)提供了一個精確的模型。
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