Science：揭示裂谷热病毒感染宿主细胞机制 包膜蛋白插

顾汉现

Science：揭示裂谷热病毒感染宿主细胞机制

2017-11-17 20:54

图片来自Pablo Guardado-Calvo/Institut Pasteur。

2017年11月17日/生物谷BIOON/---由蚊子传播的裂谷热病毒（Rift Valley fever virus, RVFV）在非洲的牲畜中导致流行病，并且对人类也是致命性的。如今，在一项新的研究中，来自法国国家科研中心（CNRS）、巴斯德研究所、德国哥廷根大学和荷兰乌特勒支大学的研究人员描述了这种病毒将它的一种包膜蛋白插入到宿主细胞膜中从而使得它能够感染宿主细胞的机制。他们证实这种病毒包膜蛋白具有一种特异性地识别细胞膜中的一类脂质的“口袋”。这种口袋也在由不同蚊子传播的其他的人致病性病毒（如寨卡病毒和基孔肯雅病毒）中发现到。理解这些相互作用应当为鉴定出靶向这些蚊媒传播病毒的新治疗策略铺平道路。相关研究结果发表在2017年11月3日的Science期刊上，论文标题为“A glycerophospholipid-specific pocket in the RVFV class II fusion protein drives target membrane insertion”。论文通信作者为巴斯德研究所结构病毒学部门的Félix Rey、P. Guardado-Calvo和哥廷根大学的J. S. Hub。

裂谷热病毒是一种布尼亚病毒。1930年，它首次是在肯尼亚的绵羊中分离出来的。裂谷热病毒的扩散给非洲造成严重的经济后果。这种病毒还会导致接触过被它污染的或者被感染的蚊子叮咬的动物的人患上严重的疾病，从而导致致命性的重症脑炎和出血热。因此，裂谷热病毒也是一种重大的公共卫生威胁。在2000年，这种病毒扩散到非洲大陆之外的沙特阿拉伯和也门。有人担忧它可能也扩散到亚洲和欧洲。

裂谷热病毒通过与细胞膜融合在它的宿主中扩散，这样它就能够增殖和感染其他的细胞。这些研究人员描述了这种病毒用来将它的一种包膜蛋白插入到宿主细胞膜中并促进细胞膜融合的机制。他们也确定出这种新的包膜蛋白-脂质复合体的原子结构，并证实这种包膜蛋白具有一种特异性地识别组成细胞膜的一些脂质的亲水性头部的“口袋”。重要的是，这种“识别口袋”不仅在裂谷热病毒的包膜蛋白中而且也在由节肢动物传播的其他病毒（如登革热病毒、寨卡病毒和基孔肯雅病毒，这些病毒近年来已经在世界范围内造成严重的流行病）的包膜蛋白中发现到。

在基孔肯雅病毒的同源蛋白中，这些研究人员将这种识别口袋中的一个氨基酸残基编号确定确定为226。2006年，A226V突变能够让基孔肯雅病毒通过在留尼汪岛上广泛存在的一种新的蚊子物种---白纹伊蚊（Aedes albopictus）---加以传播。

Rey说，“这项研究进一步阐明了对亲缘关系似乎比较远的病毒（如布尼亚病毒、甲病毒和黄病毒）进行比较分析的力量。这些比较分析能够导致这些非常重要的发现，并且揭示出共同的作用机制。”

理解这些病毒用来将它们的包膜蛋白插入到细胞膜中的机制为开发靶向参与病毒包膜与细胞膜融合在一起的这种口袋的治疗试剂铺平道路。这些治疗试剂旨在阻止致病性虫媒病毒侵入宿主细胞。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

P. Guardado-Calvo, K. Atkovska, S. A. Jeffers et al. A glycerophospholipid-specific pocket in the RVFV class II fusion protein drives target membrane insertion. Science, 03 Nov 2017, 358(6363):663-667, doi:10.1126/science.aal2712

http://science.sciencemag.org/content/358/6363/663

http://news.bioon.com/article/6713168.html



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顾汉现

软件译:

报告

RVFV II类融合蛋白中的甘油磷脂特异性口袋驱使靶膜插入

P.达多-Calvo的1，2，*，K. Atkovska 3，萨·杰弗斯1，2，†，N·格劳1，2，‡，M·巴克维奇1，2，J.佩雷斯-Vargas的1，2，‡，SM de Boer 4，§，MA托尔托里奇1，2，G. Pehau-Arnaudet 5，J. Lepault 6，P·恩格兰5，7，PJ Rottier 4，BJ博世4，JS Hub 3，*，法·雷伊1，2，*
查看所有作者和从属关系
科学  2017年11月3日：
卷。358，Issue 6363，pp。663-667
DOI：10.1126 / science.aal2712

揭露II类膜融合
裂谷热病毒（RVFV）由蚊子传播并通过受体介导的内吞作用进入细胞。感染过程需要II类膜融合蛋白，其将疏水融合环插入细胞膜然后再折叠。Guardado-Calvo 等人。报道了以磷脂酰胆碱复合的后融合形式的RVFV II类融合蛋白Gc的高分辨率晶体结构。他们发现Gc在插入后不重构其融合循环。相反，它使用一个整合的系统，可容纳甘油磷脂头部组，然后通过在插入位点浓缩胆固醇启动膜重组。与来自其他病毒家族的II类融合蛋白的比较提示了一种共同的机制，其可以为将来的抗病毒治疗提供目标。

抽象
裂谷热病毒（RVFV）由受感染的蚊子传播，在非洲人类和牲畜中引起严重疾病。我们确定了RVFV II类融合蛋白Gc在其后融合形式中的X射线结构，并与在融合环旁边的保守腔中结合的甘油磷脂（GPL）复合。定点诱变和分子动力学模拟进一步揭示了内置基序，允许将融合环整体插入膜中，使得与脂质部分几乎无极性的侧链相互作用以及在膜重构时与脂质头部基团的多极性相互作用。GPL头部组识别口袋在其他节肢动物传播的病毒如Zika和基孔肯雅病毒的融合蛋白中是保守的，这些病毒最近在全球范围内引起了严重的流行。



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