NEDD4的乙酰化促进埃博拉病毒基质蛋白VP40出芽的分子机制研究

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埃博拉病毒是引起人类和灵长类动物高致命性出血热疾病的重要病原体之一。2013-2016年在西非的暴发是迄今为止埃博拉病毒史上地理分布最广和持续时间最长的暴发,给国际公共卫生带来了巨大挑战。2020年6月在刚果(金)暴发的新一轮埃博拉疫情使得这一感染死亡率极高的病毒再次受到了人们的关注。目前,针对埃博拉病毒的有效疫苗和药物少之又少。因此,深入揭示埃博拉病毒的发病机制以及与宿主细胞的关系对于研发新的疫苗和抗病毒药物显得尤为重要。埃博拉病毒复制的最后阶段为病毒颗粒从宿主细胞中出芽释放,其中基质蛋白VP40是驱动病毒颗粒形成必不可少的结构蛋白,它的单独表达便可以形成病毒样颗粒。目前已经发现很多蛋白质翻译后修饰通过不同的细胞信号转导机制调控VP40的出芽,例如泛素化、SUMO化和磷酸化,但是乙酰化还未有报道。鉴于蛋白质乙酰化修饰在其它有包膜的病毒中已经展开了一些研究,例如HIV,所以我们想探究乙酰化是否在埃博拉病毒的出芽中扮演一些功能,从而寻找一些新型的抗病毒靶点。因此,本论文以乙酰化为切入点,探索其在埃博拉病毒出芽过程中的调控。首先单独表达VP40后,增强细胞的乙酰化水平,可以帮助VP40的释放,这暗示着乙酰化正调控埃博拉病毒的出芽。接着,我们证实了VP40在细胞内具有乙酰化修饰,但将其乙酰化位点突变后对病毒的出芽没有影响,所以我们猜测会不会是宿主细胞内与VP40互作的细胞因子的乙酰化水平的升高,间接帮助了VP40的出芽?E3泛素连接酶NEDD4是最先研究报道的与VP40互作使其泛素化,并促进VP40出芽的宿主蛋白。我们发现乙酰转移酶P300催化NEDD4 K667位的乙酰化,从而正调控VP40的出芽:1 NEDD4的乙酰化帮助VP40往细胞膜上迁移,增加了细胞膜上的VP40丝线伪足状的突触结构;2 NEDD4的乙酰化增强了与VP40的相互作用,增强了自身E3泛素连接酶活性;3 NEDD4的乙酰化增强了VP40的泛素化,最终帮助了VP40的释放。综上所述,本研究首次阐明了NEDD4的乙酰化在埃博拉病毒出芽过程中的作用,为蛋白质翻译后修饰在埃博拉病毒出芽方面的研究做了补充,并为合理寻找潜在的抗埃博拉病毒治疗靶点奠定了坚实的理论基础。
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