生物物理所等解析單純皰疹病毒2型成熟核衣殼高解析度三維結構

2020-12-20 中國科學院

生物物理所等解析單純皰疹病毒2型成熟核衣殼高解析度三維結構

揭示皰疹病毒的組裝和穩定性機制

2018-09-12 生物物理研究所

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　　9月10日，《自然-通訊》（Nature Communications）在線發表了中國科學院生物物理研究所饒子和團隊研究員王祥喜等與研究員章新政、湖南師範大學教授劉紅榮合作的研究論文「Structure of the Herpesvirus simplex virus type2 C-capsid with capsid-vertex-specific-component」。該工作報導了皰疹病毒α家族的2型單純皰疹病毒（HSV-2）C型核衣殼及其五聚體周圍的CVSC的3.75 angstrom的原子解析度結構，這是該團隊繼解析HSV-2 B型顆粒三維精細結構後又一研究成果（Yuan, S. et.al Science 2018）。

　　皰疹病毒是一類直徑超過200nm的巨型病毒，包含嵌有糖蛋白的囊膜、中間體蛋白層（tegument）、核衣殼和基因組四層結構。皰疹病毒在感染人體後能夠引發多種疾病，包括口腔和生殖器皰疹、水痘、帶狀皰疹，嚴重的甚至包括多種免疫系統疾病、腦炎以及癌症等。皰疹病毒組裝過程會產生A、B、C三類核衣殼，三類核衣殼均為非標準正二十面體。A型核衣殼內部為空心，不包含其他蛋白和病毒基因組；B型核衣殼內部包含支架蛋白；C型核衣殼內部包含病毒基因組，並可以逐漸成熟，成為具有感染能力的成熟病毒。目前，皰疹病毒作為主要的溶瘤病毒為治療腫瘤提供了廣闊的應用前景，精細的三維結構能夠為病毒設計和改造提供基礎。

　　在該團隊HSV-2 B型核衣殼研究工作基礎上，結合優化的block reconstruction算法，研究人員進一步解析了帶有病毒基因組的C型核衣殼及其五聚體周圍的CVSC複合物結構，並且通過與近期報導的β家族的人巨細胞病毒HCMV核衣殼(Yu, X. et.al Science 2017)以及γ家族的卡波濟肉瘤相關病毒KSHV(Dai, X. et.al Nature 2018)核衣殼比較，鑑定出α家族單純皰疹病毒核衣殼的結構特徵，提供了皰疹病毒進化信息和特性。此外，研究人員詳細闡釋了五聚體頂點周圍五個CVSC複合物結構特徵，該結構是由一個UL17單體，一個UL25二聚體以及一個UL36二聚體通過螺旋簇相互作用將五元複合物緊密整合在一起，並緊密附著在核衣殼每一個頂點，極大地提高了核衣殼的穩定性。該研究工作為核衣殼與周圍的中間體蛋白（tegument protein）的相互作用模式提供了堅實基礎和精細的結構信息，進一步闡明了皰疹病毒生活史中完整病毒組裝的時空複雜性，為未來抗病毒治療方案的開發提供了思路和方向。

　　王祥喜、章新政、劉紅榮、饒子和同為論文的通訊作者。王佳靈、袁帥、朱東傑為論文的共同第一作者，該研究得到中科院先導專項、中科院重點部署項目、科技部「973」項目、國家自然科學基金等資助，得到中科院生物物理所鼻咽癌等臨床重要問題的多學科協同研究中心的支持。

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2型皰疹病毒C顆粒的整體結構圖

　　9月10日，《自然-通訊》（Nature Communications）在線發表了中國科學院生物物理研究所饒子和團隊研究員王祥喜等與研究員章新政、湖南師範大學教授劉紅榮合作的研究論文「Structure of the Herpesvirus simplex virus type2 C-capsid with capsid-vertex-specific-component」。該工作報導了皰疹病毒α家族的2型單純皰疹病毒（HSV-2）C型核衣殼及其五聚體周圍的CVSC的3.75 angstrom的原子解析度結構，這是該團隊繼解析HSV-2 B型顆粒三維精細結構後又一研究成果（Yuan, S. et.al Science 2018）。
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　　在該團隊HSV-2 B型核衣殼研究工作基礎上，結合優化的block reconstruction算法，研究人員進一步解析了帶有病毒基因組的C型核衣殼及其五聚體周圍的CVSC複合物結構，並且通過與近期報導的β家族的人巨細胞病毒HCMV核衣殼(Yu, X. et.al Science 2017)以及γ家族的卡波濟肉瘤相關病毒KSHV(Dai, X. et.al Nature 2018)核衣殼比較，鑑定出α家族單純皰疹病毒核衣殼的結構特徵，提供了皰疹病毒進化信息和特性。此外，研究人員詳細闡釋了五聚體頂點周圍五個CVSC複合物結構特徵，該結構是由一個UL17單體，一個UL25二聚體以及一個UL36二聚體通過螺旋簇相互作用將五元複合物緊密整合在一起，並緊密附著在核衣殼每一個頂點，極大地提高了核衣殼的穩定性。該研究工作為核衣殼與周圍的中間體蛋白（tegument protein）的相互作用模式提供了堅實基礎和精細的結構信息，進一步闡明了皰疹病毒生活史中完整病毒組裝的時空複雜性，為未來抗病毒治療方案的開發提供了思路和方向。
　　王祥喜、章新政、劉紅榮、饒子和同為論文的通訊作者。王佳靈、袁帥、朱東傑為論文的共同第一作者，該研究得到中科院先導專項、中科院重點部署項目、科技部「973」項目、國家自然科學基金等資助，得到中科院生物物理所鼻咽癌等臨床重要問題的多學科協同研究中心的支持。
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2型皰疹病毒C顆粒的整體結構圖

列印 責任編輯：葉瑞優

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