C962R是ASFV DNA復制通路中的關鍵蛋白之一,在ASFV病毒株中高度保守。盡管C962R的敲除不能完全阻斷ASFV的復制,卻可以有效延緩受感染豬的臨床癥狀的發生。論文研究顯示C962R為多結構域蛋白,其N端的AEP結構域負責新生DNA的從頭合成及延伸,而其SF3 Helicase結構域則負責ATP分子的水解以及雙鏈DNA的解旋。不同于常規的SF3 Helicase家族蛋白,C962R蛋白為環狀的12聚體,由兩個6聚體head-to-head互作形成。DNA底物的入口處于6聚體的結合界面處,DNA非模版鏈的3’端可通過此入口進入C962R結構中心的孔道,利用SF3 Helicase結構域水解ATP、驅動蛋白質構象的變化以及DNA的解旋。盡管不參與直接的催化和解旋,C962R的PriCT2、D5_N以及Tail結構域參與DNA的結合,其構象變化對DNA解旋以及新生DNA的從頭合成發揮了調控作用。C962R的DNA解旋和合成機制相對保守,但是在Tail等結構域的折疊方式上則與同源蛋白有明顯的區別。
除了C962R蛋白外,ASFV的復制通路還包括了DNA聚合酶、拓撲異構酶、dUTPase以及PCNA等蛋白。PCNA在生物體中高度保守,盡管不具有催化功能,PCNA可以通過與其他蛋白互作,提高互作蛋白的催化效率,在DNA復制、修復以及其他DNA相關的通路中發揮了重要的調控作用。AsfvPCNA與同源蛋白的序列相似性非常低,其具體的結構和功能還沒有得到充分的驗證。為了全面了解ASFV DNA復制的過程,甘建華課題組同樣對AsfvPCNA展開了研究,相關的結果于2023年8月3日發表在Journal of Viology雜志上,題為 “Structural and functional studies of PCNA from African swine fever virus”.
文章的研究結果顯示AsfvPCNA蛋白由兩個相似的結構域(Domain I和II)組成,其連接區域(IDCL)含有兩個短的螺旋。與同源蛋白類似,AsfvPCNA主要以三聚體形式存在,其中心的孔道富含堿性氨基酸,可以像夾子一樣卡在雙鏈DNA上,并沿著DNA滑動。體外生化實驗顯示,AsfvPCNA具有很強的雙鏈DNA結合能力,其獨特的IDCL在AsfvLIG等互作蛋白的識別過程中發揮了作用,可以阻止互作蛋白從DNA上脫落,進而顯著地提高其催化效率。
綜上所述,盡管ASFV的DNA復制通路蛋白遵循經典的催化機制,這些蛋白可能含有一些獨特的結構特征,為ASFV特異性的小分子抑制劑的開發及應用提供了基礎。
課題研究受到國家自然科學基金面上項目的資助。復旦大學邵志偉博士為論文的第一作者,甘建華教授為論文的通訊作者。
原文鏈接:
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkad677
https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00748-23