本文關(guān)鍵詞：病毒RdRP的轉(zhuǎn)位和底物選擇的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

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【摘要】：RNA病毒嚴(yán)重威脅著人類健康,大部分由病毒引起的傳染性疾病的病原體是RNA病毒。小RNA病毒科病毒的基因組復(fù)制過程主要由病毒自身攜帶的依賴RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,Rd RP)催化完成。以病毒的基因組為模板,聚合酶以宿主細(xì)胞內(nèi)的NTP作為底物,將單磷酸核苷(NMP)逐個添加到產(chǎn)物鏈上,最終生成一條與模板互補配對的RNA鏈。在復(fù)制過程中最為核心的NTP添加過程又被稱為核苷酸添加循環(huán)(nucleotide addition cycle,NAC),該循環(huán)由底物結(jié)合并誘導(dǎo)活性中心關(guān)閉、磷�；D(zhuǎn)移反應(yīng)以及聚合酶向模板下游轉(zhuǎn)位三個主要步驟構(gòu)成。這些過程的分子機制是聚合酶領(lǐng)域的核心研究內(nèi)容。脊髓灰質(zhì)炎病毒(Poliovirus,PV)Rd RP-RNA-NTP復(fù)合物系列晶體結(jié)構(gòu)為我們揭示了RdRP活性中心關(guān)閉的模式,同時該研究也提出了Rd RP轉(zhuǎn)位中間體假設(shè)。本文采用與PV相同的復(fù)合物構(gòu)建策略,以腸道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)的Rd RP為研究對象,篩選獲得了EV71的Rd RP復(fù)合物晶體。通過使用不同方式的晶體浸泡策略,在晶體中實現(xiàn)單個和多個核苷酸添加循環(huán),獲得了七個分辨率在2.4-2.9埃之間RdRP復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)展示了EV71聚合酶催化循環(huán)中的多個過程,包括NTP結(jié)合、聚合酶的活性中心關(guān)閉以及磷�；D(zhuǎn)移反應(yīng)。這些結(jié)構(gòu)也驗證了Rd RP與其他類型的聚合酶相比,在活性中心關(guān)閉和轉(zhuǎn)位這兩個關(guān)鍵步驟上具有鮮明的獨特性。同時本研究中展示的轉(zhuǎn)位中間體結(jié)構(gòu)顯示,復(fù)合物中的模板和產(chǎn)物鏈在轉(zhuǎn)位的初始過程中采取不對稱的運動模式,產(chǎn)物鏈的轉(zhuǎn)位顯著領(lǐng)先于模板鏈,上游堿基對運動幅度大于下游的堿基對。這種不均一的運動模式為剖析轉(zhuǎn)位機制提供了關(guān)鍵信息。該結(jié)構(gòu)中展示的核酸雙鏈不對稱運動從未被觀測到,甚至從未被考慮到,因此這項研究將有可能具備對核酸聚合酶領(lǐng)域產(chǎn)生高度影響。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院武漢病毒研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R373

【參考文獻】

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本文編號：1284059