藍柯研究組發現解旋酶的氧化修飾并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并揭示其重要功能意義

作者: 來源: 發布時間:2019-09-06

新聞網訊通訊員楊雪8月28日,國際學術期刊Science Advances(《科學·進展》)在線發表武漢大學病毒學國家重點實驗室/生命科學學院藍柯研究組在解旋酶氧化修飾功能機制研究方面取得的新成果,論文題目為“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進其蛋白穩定及功能)。

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解旋酶中并具有重要的功能意義。藍柯教授和馮平輝教授為論文共同通訊作者,白磊、董家珍等為共同第一作者。該研究得到了國家杰出青年科學基金、國家重點研發計劃等項目的資助。

卡波氏肉瘤相關皰疹病毒(Kaposi’s sarcoma associated herpesvirus, KSHV)是一種重要的人類腫瘤病毒,具有雙鏈DNA基因組。KSHV感染宿主后能建立終身潛伏感染,病毒基因組利用宿主的復制機器進行復制,并隨著細胞的分裂平均地分配到子代細胞中;KSHV在機體缺氧、免疫力低下等病理生理狀況下可以被激活進入裂解復制,在這個過程中KSHV利用自身編碼的解旋酶(ORF44)、單鏈結合蛋白(ORF6)等復制機器參與病毒基因組的復制和病毒粒子組裝。

▲Viperin催化KSHV解旋酶氧化修飾并促進病毒基因組復制

該研究以KSHV為研究模型,發現宿主氧化還原酶Viperin (virus inhibitory protein, endoplasmic reticulum associated, interferon inducible)和KSHV解旋酶ORF44具有較強的相互作用;進一步研究發現Viperin作為氧化還原酶可以催化ORF44等解旋酶甲硫氨酸的氧化,并通過質譜分析確定了ORF44蛋白的氧化位點。為探索ORF44氧化位點的功能意義,該研究組利用細菌人工染色體(BAC)技術對這些位點進行突變,并重構了數十種具有ORF44不同突變位點的病毒株,最終證明了由Viperin介導的ORF44甲硫氨酸氧化修飾能促進其蛋白的穩定性以及KSHV基因組的復制。

解旋酶廣泛參與包括DNA復制、DNA修復以及天然免疫等眾多生命過程,具有重要的功能意義。目前領域內對解旋酶的翻譯后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后修飾及其功能意義知之甚少。為了確定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復制解旋酶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。

論文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax1031

(編輯:肖珊)

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