崔胜研究小组 (Cui's group)分享 http://blog.sciencenet.cn/u/IPBCS Cui's group

博文

新冠病毒RTC的结构揭示帽子结构合成的一个中间态

已有 937 次阅读 2020-12-9 11:15 |个人分类:读后感|系统分类:论文交流

 

新冠病毒RTC的结构揭示帽子结构合成的一个中间态

 

本文为读后感,原文见文后,读后感作者:李智剑

 

新冠病毒是一种正链RNA病毒,其转录和翻译依赖一系列非结构蛋白(nsps)组成的转录/复制复合物(RTC)。病毒mRNA的5’端的帽子结构(cap structure)具有促进翻译的启动、保护mRNA、以及帮助病毒躲避宿主的免疫识别等多种功能。而帽子结构的合成大致可分为四步,其中第二步是由一个鸟苷酸转移酶(GTase)将一个GMP转移到mRNA的5’二磷酸末端,形成盖子的核心结构(GpppA)。然而,催化这关键一步的酶仍然是未知的。阐明这一步的催化机制有助于理解冠状病毒RTC的组成,为抗病毒药物提供潜在的靶点。在之前的研究中,复合物C-RTC(nsp7-nsp82-nsp12-RNA)和 E-RTC(nsp7-nsp82-nsp12-nsp132-RNA)的结构已被解析,而nsp9是一种单链核酸结合蛋白,又能与其他nsps共定位,因此推测它也是RTC的关键组份。为了理解完整的RTC,研究者们使用冷冻电镜技术解析了E-RTC与nsp9的复合物结构。

 

 

复合物结构中包含一个nsp7,两个nsp8,一个nsp9,一个nsp12,两个nsp13以及一对模板-引物RNA。其中nsp9与nsp12的nidovirus RdRp-associated nucleotidyltransferase (NiRAN) 相结合。分析nsp9与nsp12 NiRAN之间的相互作用,nsp9的N-末端和C-末端分别与nsp12不同结构域之间通过氢键、疏水作用力等产生相互作用,相关氨基酸在SARS-CoV-2、SARS-CoV、MERS-CoV以及RaTG13中高度保守,说明冠状病毒科存在保守的nsp9-nsp12相互作用。nsp12 NiRAN的催化中心结合了一个GDP分子,它的二磷酸部分深入到nsp12的一个正电荷集中的结合口袋中,nsp12K73是它的催化关键氨基酸。nsp9的N-末端也深入到了催化中心,并与GDP之间存在相互作用。

 

    为了确定nsp9和nsp12的生物学功能,研究者们进行了一系列的生化实验。串联质谱检测nsp9和nsp12在NTP存在条件下的产物实验表明,nsp9不是nsp12转核苷酸活性的底物;焦磷酸定量实验表明,nsp12在GTP或UTP存在的条件下具有核苷酸话活性(nucleotidylation activity),且受到nsp9的抑制;同位素标记实验表明nsp12能够作为鸟苷酸转移酶(GTase)催化形成帽子结构的核心结构(GpppA),且受到nsp9的抑制呈浓度依赖。上述实验证明了nsp12 NiRAN domain催化帽子核心结构的合成,并可能受到nsp9的负调控。另外,nsp9的结合还会造成nsp13-2朝向的不同,以及其ZF3结构深入到nsp8-1、nsp8-2以及tempate-primer共同形成的凹槽中,可能进一步减缓转录的进行。

 

    该论文的结果阐明了SARS-CoV-2的mRNA合成过程中RTC的一个中间状态,为深入理解RTC的完整构架和作用机制做出了贡献,为新型抗病毒药物的开发提供了潜在的靶标。

 

原文链接:

Cryo-EM Structure of an Extended SARS-CoV-2 Replication and Transcription Complex Reveals an Intermediate State in Cap Synthesis.

Liming Yan et al.

Cell. 2020 Nov 14. doi: 10.1016/j.cell.2020.11.016.

 

 



http://blog.sciencenet.cn/blog-2484430-1261725.html

上一篇:宿主因子NRP1能够辅助新冠病毒感染细胞
下一篇:SARS-CoV-2 Orf6劫持Nup98以阻止STAT入核并拮抗干扰素信号转导

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2021-4-13 12:36

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部