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肆虐拉丁美洲的寨卡病毒在全球范圍內(nèi)引發(fā)廣泛關(guān)注。近日天津大學(xué)教授楊海濤帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)揭開了寨卡病毒復(fù)制的奧秘。他們在《蛋白質(zhì)與細(xì)胞》雜志上發(fā)表的研究成果以極高的分辨力展示了寨卡病毒解旋酶的晶體結(jié)構(gòu),揭示了水解三磷酸核苷的關(guān)鍵區(qū)域,以及容納RNA的正電荷通道,為寨卡病毒藥物研發(fā)提供了一個(gè)精確的模型。這一關(guān)鍵步驟的揭示將有助于開發(fā)抗病毒藥物,抵御該病毒在全球范圍內(nèi)的巨大威脅。
據(jù)了解,人類感染寨卡病毒除了能夠造成新生兒小頭畸形,還能引發(fā)格林—巴利綜合征。后者是一種嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,能導(dǎo)致患者癱瘓甚至死亡。目前,世界衛(wèi)生組織已將寨卡病毒暴發(fā)提升到“全球危機(jī)”的高度,并將這種病毒視為與埃博拉同等級別的威脅。但是寨卡病毒究竟如何在宿主細(xì)胞中復(fù)制一直是一個(gè)謎,眼下也還沒有什么藥物能夠有效控制寨卡病毒感染。
幾乎所有病毒都需要一種稱之為解旋酶的蛋白質(zhì)進(jìn)行復(fù)制,楊海濤團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn):寨卡病毒的解旋酶是一種具有驅(qū)動能力的“馬達(dá)蛋白”,它通過水解三磷酸核苷將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,實(shí)現(xiàn)對雙鏈核酸的解鏈功能,進(jìn)而通過將單鏈遺傳物質(zhì)復(fù)制,實(shí)現(xiàn)增殖。他們利用X光單晶衍射技術(shù)成功獲得了寨卡病毒解旋酶執(zhí)行功能和結(jié)合底物時(shí)的3D圖像,在原子級分辨率的水平上展示了由寨卡病毒解旋酶、三磷酸腺苷和金屬催化離子形成的三元復(fù)合物的空間結(jié)構(gòu),并成功捕捉到它們結(jié)合過程的中間狀態(tài),這也是科學(xué)界首次揭示黃病毒家族(蚊媒病毒,包括寨卡病毒、登革熱病毒、黃熱病毒、西尼羅病毒等)解旋酶與天然底物三磷酸腺苷結(jié)合時(shí)的結(jié)構(gòu)。
研究人員還進(jìn)一步解析了寨卡病毒與其他黃病毒屬成員在復(fù)制機(jī)制上的差異,他們吃驚地發(fā)現(xiàn):寨卡病毒解旋酶在結(jié)合核糖核酸后會經(jīng)歷顯著的構(gòu)象變化,而這種構(gòu)象變化與登革熱病毒的解旋酶截然不同。楊海濤說:“通過對這一結(jié)構(gòu)的分析,可以揭示寨卡病毒解旋酶如何識別三磷酸腺苷和金屬催化離子的機(jī)制,從而對抗病毒藥物的研發(fā)起到積極作用。”
作者:本報(bào)記者 陳建強(qiáng) 通訊員 靳瑩 田宏亮
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