2010年，我國首次發現了一種新的致病性病毒病原——發熱伴血小板減少症候群病毒（severe fever with thrombocytopenia syndrome virus， SFTSV），它能感染人導致嚴重的發熱和血小板減少症候群疾病，致死率為5%-30%。SFTSV屬於布尼亞病毒目（Bunyavirales）白纖病毒科（Phenuiviridae）班陽病毒屬（Banyangvirus），是一種分節段的負鏈RNA病毒，其基因組包含L、M、S三個節段，分別編碼RNA聚合酶、糖蛋白、核蛋白及非結構蛋白。迄今為止，對SFTSV的感染、轉錄、複製機制的了解並不十分清楚。
RNA聚合酶是病毒生命周期的關鍵蛋白，主要行使基因組轉錄和複製的功能。布尼亞病毒聚合酶L蛋白（L protein）由多個功能結構域組成，共同完成基因組合成過程。拉克羅斯病毒（La Crosse virus， LACV）聚合酶是第一個被解析的分節段負鏈RNA病毒的L蛋白結構，通過加入5』和3』vRNA，闡釋了聚合酶蛋白與底物RNA的結合位置與作用模式，但因為缺少cap-binding domain（CBD），阻礙了對不同結構域之間協作機制的探究。
近日，清華大學醫學院婁智勇課題組與中國科學院武漢病毒研究所/生物安全大科學研究中心鄧菲課題組合作在國際微生物學雜誌《自然-微生物學》（Nature Microbiology）上發表題為Structure of severe fever with thrombocytopenia syndrome virus L protein elucidates the mechanisms of viral transcription initiation（《發熱伴血小板減少症候群病毒L蛋白的結構解析闡明了病毒的轉錄起始機制》）的文章，成功解析發熱伴血小板減少症候群病毒聚合酶L蛋白（SFTSV-L）原子解析度冷凍電鏡結構，這是目前報導的首個節段型負鏈RNA病毒單一肽鏈聚合酶全長蛋白結構，初步解析SFTSV-L進行RNA轉錄起始的結構與功能作用機制。
研究解析的SFTSV-L結構整體解析度3.4埃，除柔性較大的C端外，其它部分解析度均在4埃以內。L蛋白由2049個胺基酸組成，包含核酸內切酶（endonuclease， endoN）、RNA依賴的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase， RdRp）和CBD三個保守的功能結構域和其特有的blocker（榫卯結構）和lariat（套索結構）（圖1）。RdRp是整體結構的核心部分。
與其他分節段負鏈RNA病毒聚合酶結構相比，SFTSV-L的endoN與CBD的空間位置恰好相反，且endoN與CBD的活性位點朝向相同方向（圖2），阻止以「cap-snatching」（抓帽）的方式從宿主mRNA切割獲得帽子結構。基於這一結構特徵，該結構所處的構象為「preinitiation」（轉錄起始前）狀態。
CBD行使與宿主成熟帽子結構結合的功能，活性口袋是由保守芳香族胺基酸組成的空腔。在SFTSV-L結構中，CBD活性位點被blocker基序遮蔽，尤其是頂端1843位的 Arg finger結構插在活性位點內部，造成帽子結構結合的空間位阻。因此，CBD和blocker發生構象變化是聚合酶蛋白從「preinitiation」向「elongation」（延伸）變化的重要變構過程（圖3）。
lariat是SFTSV-L的C端的特有結構，與endoN、Linker、PA-C-Like、RdRP core和arm結構域相結合（圖4），使得整個SFTSV-L處在穩定的閉合構象，它的鬆動是其它結構域發生構象變化的前提。
基於結構分析和相關生化驗證，合作組揭示了節段型負鏈RNA病毒轉錄起始的機制，並提出轉錄完整過程的模型（圖5）。首先，lariat發生鬆動，使得endoN順時針90°旋轉，同時blocker和CBD發生構象變化使CBD的活性中心暴露，與宿主帽子結構結合。此時，endoN沿空間X軸旋轉180°，其活性中心面向CBD活性中心，切割得到成熟primer，隨後primer被運送至RdRp催化中心，開始鏈的延伸。隨著延伸的進行，一方面產物被送出，帽子結構遠離CBD，CBD再次被blocker結合，另一方面為防止endoN對產物的降解，它會逆時針旋轉180°，使其活性中心再次背向CBD，同時lariat恢復至初始位置，為下一輪合成做準備。
SFTSV-L全長結構的解析不僅填補了分節段負鏈RNA病毒聚合酶結構生物學上的缺失，還進一步闡明轉錄起始過程中所發生的構象變化。該研究對深入探索病毒基因組合成機制起到重要作用，同時為抗病毒抑制劑的開發提供了理論支持。（
生物谷Bioon.com）