《Journal of Virology:杆状病毒口服感染因子PIF5结构与功能研究中获进展》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2022-07-14
  • 近日,中国科学院武汉病毒研究所/生物安全大科学研究中心曹晟课题组和胡志红课题组合作,在Journal of Virology上,在线发表了题为《口服感染因子PIF5的结构特征揭示杆状病毒口服感染过程中分子内相互作用的重要作用》(Structural Characterization of Per Os Infectivity Factor 5 (PIF5) Reveals the Essential Role of Intramolecular Interactions in Baculoviral Oral Infectivity)的研究论文。   

    杆状病毒在昆虫中的初始感染由一系列被称作口服感染因子(Per Os Infectivity Factors,PIFs)的蛋白分子参与完成。杆状病毒的代表种AcMNPV具有10个PIFs,除PIF5外,其他PIFs会形成复杂的复合物,缺失PIF5的病毒完全丧失对昆虫的口服感染能力。该研究通过晶体学手段解析得到PIF5胞外域(PIF5 ectodomain,PIF5e)分辨率达2.2埃的晶体结构,这是迄今首个报道的杆状病毒口服感染因子结构。   

    依据三级结构特征,PIF5e可被分为位于N端的E1与C端的E2结构域,两结构域之间通过氢键与盐桥紧密联系,在作用界面上形成一个开放式的口袋,口袋底部两个残基R8和R74与E2结构域构建了复杂的氢键网络。科研人员构建了一系列可能影响分子结构的突变体,发现R8和R74位点突变的病毒口服感染能力明显下降。进一步的生化实验证实,R8和R74位点突变的PIF5会在碱性环境中被蛋白酶所降解,从而丧失口服感染能力,表明分子内相互作用在PIF5抵抗中肠碱性环境下的蛋白酶解过程中发挥重要作用。

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/9ca0e323959b.html
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    • 近日,中国科学院武汉病毒研究所/生物安全大科学研究中心曹晟研究员和胡志红研究员课题组合作在国际学术期刊《Journal of Virology》在线发表了题为 “口服感染因子PIF5的结构特征揭示杆状病毒口服感染过程中分子内相互作用的重要作用” (Structural Characterization of Per Os Infectivity Factor 5 (PIF5) Reveals the Essential Role of Intramolecular Interactions in Baculoviral Oral Infectivity)的研究论文。        杆状病毒在昆虫中的初始感染是由一系列被称作口服感染因子(Per Os Infectivity Factors, PIFs)的蛋白分子参与完成的。杆状病毒的代表种AcMNPV具有10个PIFs,除PIF5外,其他PIFs会形成复杂的复合物,缺失PIF5的病毒会完全丧失对昆虫的口服感染能力。该研究通过晶体学手段解析得到PIF5胞外域(PIF5 ectodomain, PIF5e)分辨率达2.2埃的晶体结构,截至目前,这是首个报道的杆状病毒口服感染因子结构。 依据三级结构特征,PIF5e可被分为位于N端的E1与C端的E2结构域,两结构域之间通过氢键与盐桥紧密联系,在作用界面上形成一个开放式的口袋,口袋底部两个残基R8和R74与E2结构域构建了复杂的氢键网络。研究人员构建了一系列可能影响分子结构的突变体, 发现R8和R74位点突变的病毒口服感染能力明显下降。进一步的生化实验证实,R8和R74位点突变的PIF5会在碱性环境中被蛋白酶所降解,从而丧失口服感染能力,表明分子内相互作用在PIF5抵抗中肠碱性环境下的蛋白酶解过程中发挥重要作用。        武汉病毒所曹晟研究员,胡志红研究员为论文的通讯作者。博士生李志强、博士后张环宇、博士生李卓睿为文章的共同第一作者。该研究得到了中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-SMC021)的经费支持。 原文链接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00806-22
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    • 2022年12月5日,国际学术期刊Journal of Virology在线发表了中国科学院武汉病毒研究所胡志红、王曼丽团队的最新研究成果,论文题为“AC81 is a putative disulfide isomerase involved in baculoviral disulfide bond formation” (AC81作为潜在的二硫键异构酶参与杆状病毒二硫键的形成)。       二硫键的正确形成对蛋白质的结构和功能十分重要。细胞生物的二硫键形成一般由二硫键氧化形成和二硫键异构化两部分组成,即未折叠肽链经过氧化通路形成二硫键,其中错误形成的二硫键会经异构化重排,最终形成天然构象。一些大DNA病毒如痘病毒、非洲猪瘟病毒、杆状病毒等,需要依赖于病毒自身编码的二硫键形成通路完成其复制周期。目前尚揭示病毒编码的二硫键异构酶。       该团队前期鉴定了杆状病毒二硫键氧化形成通路中巯基氧化酶P33的首个底物蛋白PIF5,提出了杆状病毒二硫键形成通路的模式图。在此项研究中,利用结构预测分析,发现AC81蛋白具有二硫键异构酶的结构特征。利用非还原Western blot实验,发现ac81缺失时,PIF5的二硫键依然形成但构象异常,提示AC81可能作为二硫键异构酶发挥功能。通过构建一系列重组病毒,揭示了ac81的缺失或其关键位点的突变会对感染性BV的产生、ODV的装配及包埋、底物PIF5的正常构象等多方面产生明显影响。以上研究揭示了杆状病毒二硫键形成通路潜在的二硫键异构酶,并更新了杆状病毒二硫键形成通路的模式图(图1)。此前,ac81是感染节肢动物的核内大DNA病毒中保守存在的13个基因中唯一功能不清楚的基因,该研究揭示了AC81的功能,并提示由AC81和P33介导的二硫键形成通路是这类病毒中保守存在的古老机制。       该研究得到了国家自然科学基金(32200126和31570153)、中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-SMC021)等项目的支持。武汉病毒所张环宇博士后为该论文第一作者,王曼丽研究员和胡志红研究员为共同通讯作者。 论文链接:https://doi.org/10.1128/jvi.01167-22