非洲猪瘟病毒I215L蛋白参与泛素结合的结构基础与分子机制

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非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)是一种具有高度传染性的双链DNA病毒,对家猪致死率近100%。1921年ASFV首发于肯尼亚,随后传播到非洲,欧洲,南美洲等多个地区,目前主要在欧洲与亚洲流行。2018年8月我国首次在东北地区发现非洲猪瘟(ASF),随后迅速传播到全国大部分地区,给我国的养殖业造成了严重危害,但市场上仍没有商品化的疫苗或药物来对其进行预防或治疗。ASFV基因组能够编码150-200种蛋白,其中I215L蛋白是泛素-蛋白酶体系统的核心角色,能够通过E2泛素结合功能调控病毒的感染与复制,但其参与宿主蛋白泛素化的结构基础与分子机制还不清楚。本研究以ASFV I215L蛋白为研究对象,试图阐明其调控病毒复制或感染的结构基础和分子机制,具体内容如下:通过成功建立了体外泛素化实验,验证ASFV I215L具有E2泛素结合酶功能。利用生物信息学分析及结构生物学,确定I215L的羧基末端能够影响蛋白结构的稳定性。经过晶体的初筛及优化,数据的收集及处理等过程,首次成功解析了ASFV I215L蛋白的截短高分辨率晶体结构,该结构主要是由5个α螺旋和4个β折叠组成。虽然ASFV I215L与宿主E2泛素结合酶氨基酸序列同源性低,但是它们的三级结构同源性高。基于其结构的相似性,将ASFV I215L结构与已报道的E2-Ub以及E1-E2复合物结构进行叠加分析,找到ASFV I215L与Ub以及E1的潜在相互作用位点。最后。通过Ribopuromycylation及Renilla luciferase reporter实验,证实了C85不仅是ASFV I215L发挥泛素结合功能的酶活位点,也是其抑制宿主蛋白合成功能的活性位点。本文成功建立了I215L生化实验平台,通过首次解析ASFV-I215L蛋白的晶体结构,确定其发挥泛素结合功能的相互作用界面,诠释I215L参与泛素化的结构基础,为阐述I215L参与病毒复制或感染的分子机制奠定了科学基础。
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