Science：從結(jié)構(gòu)上揭示新冠病毒蛋白Nsp1關(guān)閉宿主蛋白合成機(jī)制

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2020-07-22 17:12:00【大中小】

在一項(xiàng)新的研究中，來自德國慕尼黑大學(xué)和烏爾姆大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員確定了大流行性冠狀病毒SARS-CoV-2如何抑制受感染細(xì)胞中的蛋白合成，并且發(fā)現(xiàn)它有效地解除了人體先天免疫系統(tǒng)的武裝。相關(guān)研究結(jié)果于2020年7月17日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Structural basis for translational shutdown and immune evasion by the Nsp1 protein of SARS-CoV-2”。

Science：從結(jié)構(gòu)上揭示新冠病毒蛋白Nsp1關(guān)閉宿主蛋白合成機(jī)制

新型冠狀病毒SARS-CoV-2所編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白1（Nsp1）對宿主細(xì)胞具有破壞性的作用。事實(shí)上，Nsp1是這種病毒用來確保自身在人類宿主中復(fù)制和傳播的核心武器之一。近20年前，與SARS-CoV-2存在親緣關(guān)系的SARS-CoV冠狀病毒疫情爆發(fā)后，Nsp1就已被確認(rèn)為一種致病因子，在當(dāng)時(shí)它被發(fā)現(xiàn)能抑制受感染細(xì)胞的蛋白合成。如今，在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員發(fā)現(xiàn)了是什么讓Nsp1如此強(qiáng)效。在這篇論文中，他們詳細(xì)描述了這種蛋白的作用模式。

在所有生物細(xì)胞中，合成蛋白的任務(wù)是由稱為核糖體的復(fù)雜分子機(jī)器來完成的。核糖體與作為蛋白合成藍(lán)圖的信使RNA（mRNA）相互作用，并將每個(gè)mRNA的核苷酸序列轉(zhuǎn)化為相應(yīng)蛋白的氨基酸序列。這種氨基酸序列又決定了每一個(gè)蛋白的形狀和生物功能。核糖體由兩個(gè)不同的亞基組成，Nsp1與較小的40S亞基結(jié)合。在這個(gè)較小的亞基與60S亞基相互作用形成空腔之前，mRNA最初與這個(gè)較小的亞基結(jié)合，然后從所形成的的空腔中穿過。

這項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)Nsp1蛋白的一端與40S亞基相互作用的方式阻止了mRNA的結(jié)合。論文共同通訊作者、慕尼黑大學(xué)基因中心的Roland Beckmann教授和他的同事們借助高分辨率的低溫電子顯微鏡，從三維細(xì)節(jié)上展示了Nsp1如何與這個(gè)較小的核糖體亞基中的一個(gè)特定口袋緊密結(jié)合，并抑制功能性核糖體的形成。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)顯示，Nsp1還可以與完全組裝的核糖體的特定構(gòu)象狀態(tài)相互作用。

此外，論文共同通訊作者、烏爾姆大學(xué)醫(yī)院的Konstantin Sparrer及其研究團(tuán)隊(duì)還能夠證實(shí)蛋白合成的關(guān)閉導(dǎo)致人體對病毒的主要防線之一幾乎完全崩潰。Nsp1通過抑制一個(gè)重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)，使得先天免疫反應(yīng)失活。這些研究人員希望，所獲得的新見解將有可能讓人們找到中和這種新型冠狀病毒的方法，從而減輕它引起的呼吸道疾病的嚴(yán)重性。他們說，一種潛在的方法是開發(fā)能夠遮蓋這種病毒蛋白結(jié)合位點(diǎn)的分子。這應(yīng)該是可行的，這是因?yàn)镹sp1結(jié)合口袋本身似乎在核糖體功能中并不具有重要作用。（生物谷 Bioon.com）