藍(lán)柯研究組發(fā)現(xiàn)解旋酶的氧化修飾并揭示其重要功能意義
2019年8月28日，國際學(xué)術(shù)期刊Science Advances在線發(fā)表武漢大學(xué)病毒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/生命科學(xué)學(xué)院藍(lán)柯研究組在解旋酶氧化修飾功能機(jī)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(jìn)其蛋白穩(wěn)定及功能)。
卡波氏肉瘤相關(guān)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(fù)制機(jī)器進(jìn)行復(fù)制，并隨著細(xì)胞的分裂平均地分配到子代細(xì)胞中；KSHV在機(jī)體缺氧、免疫力低下等病理生理狀況下可以被激活進(jìn)入裂解復(fù)制，在這個(gè)過程中KSHV利用自身編碼的解旋酶（ORF44）、單鏈結(jié)合蛋白（ORF6）等復(fù)制機(jī)器參與病毒基因組的復(fù)制和病毒粒子組裝。
該研究以KSHV為研究模型，發(fā)現(xiàn)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(qiáng)的相互作用；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)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(zhì)譜分析確定了ORF44蛋白的氧化位點(diǎn)。為探索ORF44氧化位點(diǎn)的功能意義，該研究組利用細(xì)菌人工染色體(BAC)技術(shù)對(duì)這些位點(diǎn)進(jìn)行突變，并重構(gòu)了數(shù)十種具有ORF44不同突變位點(diǎn)的病毒株，最終證明了由Viperin介導(dǎo)的ORF44甲硫氨酸氧化修飾能促進(jìn)其蛋白的穩(wěn)定性以及KSHV基因組的復(fù)制。
解旋酶廣泛參與包括DNA復(fù)制、DNA修復(fù)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(lǐng)域內(nèi)對(duì)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(duì)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(duì)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(fù)制解旋酶MCM7及RNA解旋酶RIG-I等進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)Viperin可以和MCM7以及RIG-I等蛋白發(fā)生互作，進(jìn)一步通過質(zhì)譜分析確定了MCM7和RIG-I蛋白的氧化位點(diǎn)，同時(shí)證明了這些甲硫氨酸位點(diǎn)的氧化能促進(jìn)上述解旋酶的蛋白穩(wěn)定性及相關(guān)功能。
該研究由藍(lán)柯研究組和美國南加州大學(xué)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(lán)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(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：
https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax1031
Viperin催化KSHV解旋酶氧化修飾并促進(jìn)病毒基因組復(fù)制
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