病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室藍(lán)柯組通過(guò)合作解析KSHV重要功能蛋白ORF57結(jié)構(gòu)
近日，病毒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室藍(lán)柯組與中科院高能物理所董宇輝研究員及美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院鄭志明研究員合作，成功解析卡波氏肉瘤病毒（KSHV）重要功能蛋白ORF57 C端（ORF57-CTD）的單體和二聚體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其二聚化機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的闡釋，研究成果于8月10日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊PLoS Pathogens上（論文題目為 “The crystal structure of KSHV ORF57 reveals dimeric active sites important for protein stability and function”；論文鏈接：http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1007232#references）。
卡波氏肉瘤病毒 (Kaposi’s sarcoma associated herpesvirus，KSHV)，又名人類皰疹病毒8型，是一種重要的人類腫瘤病毒，能導(dǎo)致卡波氏肉瘤和B細(xì)胞淋巴瘤等惡性腫瘤。ORF57是KSHV編碼的早期基因，在病毒復(fù)制過(guò)程中能穩(wěn)定病毒轉(zhuǎn)錄的mRNA從而促進(jìn)病毒復(fù)制，是病毒裂解復(fù)制過(guò)程中的重要功能蛋白。ORF57蛋白半衰期較短，因此維持其穩(wěn)定性對(duì)其發(fā)揮功能至關(guān)重要。既往報(bào)道證實(shí)ORF57蛋白通過(guò)二聚化而得以穩(wěn)定，然而ORF57二聚化的詳細(xì)生化機(jī)制長(zhǎng)期沒有得到充分的闡明。
該研究利用X射線衍射技術(shù)成功解析了ORF57-CTD蛋白3.5Å分辨率的二聚體結(jié)構(gòu)和3Å分辨率的單體結(jié)構(gòu)，揭示了ORF57-CTD每一個(gè)單體球狀核心區(qū)域底部都含有一個(gè)保守的鋅離子CHCC結(jié)合序列并結(jié)合一個(gè)鋅離子；此外，ORF57-CTD的每個(gè)單體N端延伸出一個(gè)長(zhǎng)臂并包裹住另一個(gè)單體核心區(qū)域，且兩個(gè)單體的核心區(qū)域以反向平行的形式相互作用。因此，N端長(zhǎng)臂和核心區(qū)域的相互作用介導(dǎo)了ORF57的二聚化形成（圖1）。
圖1. ORF57-CTD單體和二聚體三維結(jié)構(gòu)
進(jìn)一步體外交聯(lián)實(shí)驗(yàn)以及免疫熒光實(shí)驗(yàn)表明，刪除N端的長(zhǎng)臂（圖2）或者對(duì)兩個(gè)單體球狀核心區(qū)域之間的相互作用氨基酸進(jìn)行突變均導(dǎo)致ORF57二聚體解離。
圖2. N端長(zhǎng)臂區(qū)介導(dǎo)ORF57蛋白二聚化
綜上，該研究首次成功解析了ORF57單體及二聚體的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)揭示了ORF57的穩(wěn)定性和二聚化的分子機(jī)制，為深入理解KSHV生命周期基因表達(dá)調(diào)控提供了新的線索，也為KSHV相關(guān)腫瘤新型治療手段的研發(fā)提供了新的潛在靶點(diǎn)。
藍(lán)柯教授、董宇輝研究員和鄭志明研究員為論文共同通訊作者，袁菲博士、高增強(qiáng)博士和Vladimir Majerciak博士為論文共同第一作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFA0502100）、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金（81425017）及美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院國(guó)際項(xiàng)目 （1R01AI116442）等的資助。
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