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藍柯研究組發現解旋酶的氧化修飾並揭示其重要功能意義
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藍柯研究組發現解旋酶的氧化修飾並揭示其重要功能意義

作者: 来源: 发布时间:2019-09-06

新聞網訊通訊員楊雪8月28日,國際學術期刊Science Advances(《科学·进展》)在线发表武漢大學病毒学国家重点实验室/生命科学学院蓝柯研究组在解旋酶氧化修饰功能机制研究方面取得的新成果,论文题目为“Viperin Catalyzes Methionine Oxidation to Promote Protein Expression and Function of Helicases”(Viperin催化解旋酶甲硫氨酸的氧化促进其蛋白稳定及功能)。

該研究由藍柯研究組和美國南加州大學馮平輝研究組合作完成,首次確定了氧化還原酶Viperin的蛋白底物,揭示了甲硫氨酸的氧化修飾普遍存在于DNA及RNA解旋酶中並具有重要的功能意義。藍柯教授和馮平輝教授爲論文共同通訊作者,白磊、董家珍等爲共同第一作者。該研究得到了國家傑出青年科學基金、國家重點研發計劃等項目的資助。

卡波氏肉瘤相关疱疹病毒(Kaposi’s sarcoma associated herpesvirus, KSHV)是一种重要的人类肿瘤病毒,具有双链DNA基因组。KSHV感染宿主后能建立终身潜伏感染,病毒基因组利用宿主的复制机器进行复制,并随着细胞的分裂平均地分配到子代细胞中;KSHV在机体缺氧、免疫力低下等病理生理状况下可以被激活进入裂解复制,在这个过程中KSHV利用自身编码的解旋酶(ORF44)、单链结合蛋白(ORF6)等复制机器参与病毒基因组的复制和病毒粒子组装。

▲Viperin催化KSHV解旋酶氧化修飾並促進病毒基因組複制

该研究以KSHV为研究模型,发现宿主氧化还原酶Viperin (virus inhibitory protein, endoplasmic reticulum associated, interferon inducible)和KSHV解旋酶ORF44具有较强的相互作用;进一步研究发现Viperin作为氧化还原酶可以催化ORF44等解旋酶甲硫氨酸的氧化,并通过质谱分析确定了ORF44蛋白的氧化位点。为探索ORF44氧化位点的功能意义,该研究组利用细菌人工染色体(BAC)技术对这些位点进行突变,并重构了数十种具有ORF44不同突变位点的病毒株,最终证明了由Viperin介导的ORF44甲硫氨酸氧化修饰能促进其蛋白的稳定性以及KSHV基因组的复制。

解旋酶廣泛參與包括DNA複制、DNA修複以及天然免疫等衆多生命過程,具有重要的功能意義。目前領域內對解旋酶的翻譯後修飾研究主要集中在泛素化、磷酸化、SUMO化等方面,但對解旋酶其它重要的翻譯後修飾及其功能意義知之甚少。爲了確定Viperin對KSHV解旋酶的氧化修飾是否具有廣譜性,研究組利用宿主DNA複制解旋酶MCM7及RNA解旋酶RIG-I等進行研究,發現Viperin可以和MCM7以及RIG-I等蛋白發生互作,進一步通過質譜分析確定了MCM7和RIG-I蛋白的氧化位點,同時證明了這些甲硫氨酸位點的氧化能促進上述解旋酶的蛋白穩定性及相關功能。

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(編輯:肖珊)