宿主组氨酸甲基转移酶SETD3与肠道病毒蛋白水解酶2A相互作用的分子基础

作     者：Per（?）ulija Vanja 

作者单位：福建师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：欧阳松应

授予年度：2021年

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 

主      题：2A蛋白水解酶 柯萨奇病毒 肠道病毒 蛋白质-蛋白质相互作用 辅助病毒的宿主蛋白 人鼻病毒 SETD3 结构生物学 病毒复制 

摘      要：肠道病毒属(Enterovirus)是一种小型无包膜的正义单链RNA病毒属,包括脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、新型肠道病毒、埃可病毒和人鼻病毒等临床上重要的人类病原体。肠道病毒所引起的感染在临床表现中的程度各不相同,从无明显症状到轻微的疾病如手足口病和普通感冒,再到严重甚至致命的神经、心血管和肺部疾病。目前对能广谱抗肠道病毒的药物和疫苗等治疗和预防方法都存在迫切需求。最近发现,肠道病毒2A蛋白水解酶(2A)和宿主肌动蛋白组氨酸甲基转移酶SETD3之间的相互作用对多种肠道病毒的复制至关重要,于是此相互作用便成为抗病毒药物和治疗的一个潜在新靶点。虽然之前已经有突变试验尝试研究对结合SETD3所需的2A氨基酸残基,但SETD3-2A相互作用的结构基础尚未清楚,因此限制了我们对肠道病毒2A如何利用宿主蛋白SETD3达到病毒自身繁衍目的的理解。本研究解析了SETD3与柯萨奇病毒B3 2A(CV-B3 2A)和CV-A10 2A所形成的两种复合物的晶体结构,并开展了系统的结构和生物信息学分析,以及突变和生化实验。研究发现,这两个复合物中2A结合在SETD3两叶结构之间的V字形凹陷内,由于2A和SETD3都没有经历可观察到的构象变化,两蛋白之间的相互作用基于结构互补的多种弱相互作用。通过对相互作用界面的详细分析,发现了三个主要的分子间相互作用群组,其中2A锌结合位点周围的结构元件与SETD3的SET结构域之间所形成的两个相互作用群组在两个复合物中都是保守的。经相关CV-B3 2A和SETD3突变体的生化实验表明,CV-B3 2A的V62、K68-N69-K70(特别是K70)和Y72,以及SETD3的V266、Y288和E296是维持SETD3-CV-B32A之间相互作用的关键氨基酸残基。序列比对表示大多数肠道病毒的2A共享参与SETD3结合的关键氨基酸残基,表明它们与SETD3的结合方式具有很强的相似性。最后,本研究在结构数据和相关文献基础上探讨了SETD3-2A相互作用在病毒复制中的作用。本研究阐明了肠病毒2A蛋白酶与SETD3相互作用的分子基础,为研发靶向此相互作用的广谱抗病毒药物和治疗奠定了基础。