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狂犬病毒：结构、组成、感染循环和生命周期(15)

已有 200 次阅读 2026-2-15 03:57 |个人分类:狂犬病防治|系统分类:科普集锦

狂犬病毒：结构、组成、感染循环和生命周期(15)

(Rabies virus: Structure, composition, infection cycle and life cycle)

前记:

目前国际上关于狂犬病研究最权威最全面的大型学术专著是《狂犬病：科学基础和管控（RABIES: SCIENTIFIC BASIS OF THE DISEASE AND ITS MANAGEMENT）》，简称《狂犬病(RABIES)》。该书最新版（第４版）已于2020年5月面世。

该书共有22章，其中第2章是《Rabies virus(狂犬病毒）》。现将此章的内容全文翻译成中文供参考。

第2章　狂犬病毒(15)

Rabies virus

3 基因组与RNP结构（续）

(Genome and RNP structures)

3.5 转录与复制的调控

(Regulation of transcription and replication)

关于基因组转录和复制所涉及的两种RNA合成模式之间假设性切换的机制和调控，目前仍知之甚少。显然，整个感染过程都需要转录：最初是为复制提供如N和P等结构蛋白，后期则为子代病毒粒子的组装提供M和G蛋白。事实上，即使在存在大量N和P蛋白的情况下，转录仍然是整个感染过程中RNA合成的主要模式。

“初级转录(primary transcription)”这一术语用于描述来自进入细胞的基因组RNP的转录，此时产生的N蛋白量不足以支持复制。根据传统观点，转录涉及合成并释放一条具有5'-PPP的正链前导RNA，并在N基因起始信号处重新启动转录。从转录模式切换到复制模式被认为是由足够的N-P或L-P-N复合体存在所引起的。对于前导RNA依赖性的转录，一个有趣的模型被提出（Vidal & Kolakofsky, 1989）：新生前导RNA的完全衣壳化阻止了聚合酶识别前导区-N基因连接处的转录终止/起始信号。在这种情况下，聚合酶将不会从“前导RNA/N-mRNA”转录物中释放前导RNA，而是继续以复制模式进行RNA衣壳化。如果N-P复合体不足，裸露的或未完全衣壳化的前导RNA则无法阻止聚合酶切换到转录模式。一旦进入转录模式并且位于前导RNA/N基因连接处的下游，聚合酶被认为无法再转换回复制酶模式。在这个模型中，前导RNA的合成可被视为流产的复制。

而前导RNA非依赖性转录的替代模型则提出，转录是由聚合酶的转录酶形式启动的。这些模型认为，转录酶要么从基因组的3'端进入，在扫描基因组启动子时不合成前导RNA，直到遇到N mRNA合成的起始信号；要么（与复制酶不同）转录酶可以直接在N基因起始信号处进入（最新综述见Noton et al., 2019）。这些模型中的任何一种都会产生非衣壳化的mRNA，并且与单股负链病毒转录的终止/重启模型相符。这些机制是互斥的，还是可能共存，仍有待确定。

有趣的是，似乎影响狂犬病毒RNA合成模式的是M蛋白的水平，而非单独的N蛋白浓度。早期的体外研究表明，纯化的M蛋白能抑制狂犬病毒的转录（Ito, Nishizono, Mannen, Hiramatsu, & Mifune, 1996）。涉及重组狂犬病毒的M基因移位或用M蛋白反式补充微型基因组的反向遗传学实验证实了M对转录的抑制作用，而复制则不受影响（Finke et al., 2003）。此外，在M蛋白中引入特定突变会导致病毒产生“高转录”表型，与亲本病毒相比，其产生的mRNA相对于基因组模板的比例要高得多（Finke & Conzelmann, 2003）。这种转录调控模型背后的分子机制尚未阐明，但可能涉及M蛋白与模板N-vRNA的结合，或与不同类型的聚合酶复合体的相互作用。

3.6 狂犬病毒RNA合成的结构基础

显然，狂犬病毒的任何RNA合成都需要相关蛋白（即N、P和L蛋白）之间精密的相互作用，以及它们与vRNA基因组的相互作用。更好地理解狂犬病毒的RNA合成需要洞察这些蛋白质相互作用的结构和动态。通过解析狂犬病毒N-RNA复合体的原子结构（作为RNA合成的模板），我们在理解狂犬病毒RNA合成方面取得了巨大进展，但关于该模板如何用于RNA合成的原子细节目前仍很有限。

N-vRNA结构是通过短N-RNA环来确定的。这些环是在表达重组可溶性N蛋白(No)的细胞中，在缺乏其他狂犬病毒蛋白的情况下，由可溶性N蛋白对细胞RNA进行衣壳化后形成的（综述见Albertini et al., 2011）。可溶性N蛋白形成两个结构域，其间有一个带正电荷的裂隙(cleft)，9个核苷酸的RNA被埋藏其中。该蛋白的末端延伸部分延伸到相邻的原聚体( protomers)，从而稳定了N-RNA复合体。P蛋白与可溶性N蛋白的结合（见第2.2.3.2节）很可能遮蔽了N-RNA裂隙和N蛋白的末端延伸，以防止非特异性RNA结合和可溶性N蛋白的聚集。P蛋白通过其N端结构域与L蛋白结合，同时通过其C端结构域与N-RNA结合，这可能参与了将L蛋白带到N-RNA模板附近的过程。与N-RNA的接触很可能是通过可溶性N蛋白的C端叶介导的（Schoehn et al., 2001），这种方式使得P蛋白覆盖了两个可溶性N蛋白原聚体，在人工环中形成了1：2的P：N比例（Ribeiro et al., 2008, 2009）。在受感染的细胞中，N蛋白在Ser389位的磷酸化增强了P蛋白与N-vRNA的结合（Toriumi & Kawai, 2004）。据推测，几个N蛋白原聚体可能会局部解离，从而为巨大的RNA聚合酶分子提供足够的结合空间。