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Porcine Picornavirus 3C Protease Degrades PRDX6 to Impair PRDX6-mediated Antiviral Function

Virologica Sinica 2021年第6期36卷 948-957页

作者： Congcong Wang Huanhuan Feng Xiangle Zhang Kangli Li Fan Yang Weijun Cao Huisheng Liu Lili Gao Zhaoning Xue Xiangtao Liu Zixiang Zhu Haixue Zheng State Key Laboratory of Veterinary Etiological Biology OIE/National Foot and Mouth Diseases Reference LaboratoryKey Laboratory of Animal Virology of Ministry of AgricultureLanzhou Veterinary Research InstituteChinese Academy of Agricultural SciencesLanzhou 730046China

Peroxiredoxin-6(PRDX6)is an antioxidant enzyme with both the activities of peroxidase and phospholipase A2(PLA2),which is involved in regulation of many cellular ***,the function of PRDX6 during virus infection remains *** this study,we found that the abundance of PRDX6 protein was dramatically decreased in foot-and-mouth disease virus(FMDV)infected *** of PRDX6 inhibited FMDV *** contrast,knockdown of PRDX6 expression promoted FMDV replication,suggesting an antiviral role of *** explore whether the activity of peroxidase and PLA2 was associated with PRDX6-mediated antiviral function,a specific inhibitor of PLA2(MJ33)and a specific inhibitor of peroxidase activity(mercaptosuccinate)were used to treat the cells before FMDV *** results showed that incubation of MJ33 but not mercaptosuccinate promoted FMDV ***,overexpression of PRDX6 slightly enhanced type I interferon *** further determined that the viral 3cprowas responsible for degradation of PRDX6,and 3cpro-induced reduction of PRDX6 was independent of the proteasome,lysosome,and caspase *** protease activity of 3cprowas required for induction of PRDX6 ***,PRDX6 suppressed the replication of another porcine picornavirus Senecavirus A(SVA),and the 3cproof SVA induced the reduction of PRDX6 through its proteolytic activity as ***,our results suggested that PRDX6 plays an important antiviral role during porcine picornavirus infection,and the viral 3cproinduces the degradation of PRDX6 to overcome PRDX6-mediated antiviral function.

关键词： Porcine picornavirus Peroxiredoxin-6(PRDX6) 3cpro Phospholipase A2(PLA2) Antagonism

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口蹄疫病毒3C蛋白降解蛋白激酶PKR促进病毒复制的分子机制

口蹄疫病毒3C蛋白降解蛋白激酶PKR促进病毒复制的分子机制

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作者：李春天中国农业科学院

学位级别：硕士

口蹄疫是口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的对家畜及多种野生动物高度致病的烈性传染病。天然免疫反应在宿主抵御FMDV早期感染过程中发挥着关键作用,是宿主抵御病毒感染的第一道防线,广谱、及时地识别病原微生物感... 详细信息

口蹄疫是口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的对家畜及多种野生动物高度致病的烈性传染病。天然免疫反应在宿主抵御FMDV早期感染过程中发挥着关键作用,是宿主抵御病毒感染的第一道防线,广谱、及时地识别病原微生物感染并启动机体的免疫反应;同时天然免疫也能诱导机体起始适应性免疫应答,并对适应性免疫反应具有关键地调控作用。双链RNA依赖的蛋白激酶(PKR)在宿主抵抗病毒感染中发挥着重要的作用。为了阐明PKR在FMDV感染过程中的作用,我们首先开展了PKR的过表达实验,结果表明过表达PKR,FMDV的复制水平明显受到抑制;这证明PKR具有抑制FMDV复制的功能。我们进一步对FMDV感染后PKR在细胞水平内表达情况进行了研究,结果表明,FMDV感染PK15细胞后,PKR的转录水平逐渐升高,但其蛋白水平及磷酸化水平则显著降低;PKR介导激活的eIF2α磷酸化水平也受到明显的抑制。通过进一步研究,发现FMDV非结构蛋白3C是FMDV感染细胞后抑制PKR表达降低其磷酸化的关键病毒蛋白。为了阐明3C下调PKR蛋白表达的机制,我们通过蛋白质的互作、构建突变体、蛋白质降解途径抑制等方法进行了系统研究。结果表明FMDV 3C不能与宿主PKR发生互作,其水解酶活性与PKR表达水平的降低并不存在关联,3C是通过溶酶体途径来下调PKR的表达;但对于其具体如何调控溶酶体路径的机制还有待于进一步阐明。总之,通过本研究的开展,我们证实了宿主PKR抑制FMDV的功能,发现FMDV感染能够抑制宿主PKR蛋白表达;同时,我们发现FMDV拮抗PKR抗病毒作用的一种新机制,即FMDV的非结构蛋白3C通过调控溶酶体途径下调PKR蛋白的表达水平,从而拮抗PKR的抗病毒作用。本研究为阐明FMDV拮抗宿主抗病反应的分子机制提供新的数据,为降低FMDV疫苗免疫抑制性提供新的视角。

关键词：口蹄疫病毒双链RNA依赖的蛋白激酶 3cpro 溶酶体路径

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SFPQ复合物及GAD1促进肠道病毒复制的机制研究

SFPQ复合物及GAD1促进肠道病毒复制的机制研究

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作者：王贯莹北京协和医学院

学位级别：硕士

肠道病毒属于小RNA病毒科肠道病毒属,基因组为单股正链RNA,是无包膜病毒,主要经由呼吸道传播。肠道病毒可以损害身体的不同系统并造成各种疾病,主要包括腹泻、呼吸道传染病、疱疹性咽峡炎、手足口病、急性迟缓性麻痹、心肌炎、脑炎、脑... 详细信息

肠道病毒属于小RNA病毒科肠道病毒属,基因组为单股正链RNA,是无包膜病毒,主要经由呼吸道传播。肠道病毒可以损害身体的不同系统并造成各种疾病,主要包括腹泻、呼吸道传染病、疱疹性咽峡炎、手足口病、急性迟缓性麻痹、心肌炎、脑炎、脑膜炎、胰腺炎等。由于肠道病毒使用的RNA依赖性RNA聚合酶无法进行校准,因此该病毒容易发生变异和重组。这使得肠道病毒的暴发流行对全球公共卫生安全构成了巨大挑战。目前预防肠道病毒感染的疫苗仅有脊髓灰质炎疫苗和EV-A71疫苗,尚没有特效的药物用于治疗肠道病毒感染。在病毒的生命周期中,病毒利用宿主蛋白促进自身复制,同时宿主蛋白又可抑制病毒的复制。因此从分子水平探究肠道病毒与宿主蛋白之间的相互作用机制,有助于寻找抑制肠道病毒的靶点,为肠道病毒的防控提供理论支持。本研究通过对EV-A71、EV-D68切割谱进行筛选,从中选取关键宿主蛋白人聚嘧啶结合剪接因子(SFPQ/PSF)富含脯氨酸谷氨酰胺残基和非POU结构域八聚体结合蛋白(NONO/p54nrb),探究SFPQ/NONO复合物促进肠道病毒复制的作用机制。首先,使用SiRNA敲低SFPQ/NONO的表达,发现EV-A71病毒基因组的复制、蛋白的翻译及病毒滴度均受到了抑制,说明了 SFPQ/NONO有助于EV-A71的复制。随后,通过免疫荧光共定位发现,EV-A71诱导SFPQ/NONO发生出核现象,并在细胞质形成聚集性颗粒。通过病毒复制动力学结合免疫荧光共定位发现,SFPQ/NONO感染EV-A71 2h能够观察到出核,而4h几乎均位于胞质中,且SFPQ和NONO共同存在该聚集性颗粒中。通过RNA pull down发现SFPQ/NONO与EV-A71的5'UTR的存在相互作用,且SFPQ可以促进EV-A71 5'UTR介导的翻译。这些结果说明,肠道病毒的翻译依赖于感染后诱导出核的SFPQ/NONO复合物。最后,通过外源转染EV-A71的3cpro,发现3C对SFPQ存在切割,并且3C的切割条带与病毒感染导致的切割条带一致,而当SFPQ的113位和/或257位氨基酸突变后,切割条带消失。将SFPQ野生型、切割片段与EV-A71 5'UTR-Luc共转发现,SFPQ 114-707片段的促进EV-A71的翻译作用更强。以上结果说明了肠道病毒对SFPQ的切割可以增强其辅助病毒翻译的作用。在促进病毒复制水平的宿主因子中,我们还发现谷氨酸脱羧酶1(GAD1)可以促进EV-A71、EV-D68、CV-A16和HRV16的复制。在HEK293T细胞中,过表达GAD1后,EV-D68的复制水平随GAD1转染量的增加而增强。将GAD1功能位点(405位赖氨酸)突变后,GAD1促进EV-D68复制的作用消失。使用GAD1的抑制剂3-巯基丙酸(3-MPA)处理可以减弱GAD1促进EV-D68复制的作用。这说明GAD1促进EV-D68复制的作用是酶活性依赖的。GAD1的产物GABA也可以促进EV-D68的复制,说明了 GAD1是通过其产物GABA对EV-D68的复制起作用。综上所述,本研究发现EV-A71感染诱导核内分子SFPQ/NONO出核形成聚集性颗粒,与EV-A71 5'UTR相互作用促进病毒RNA的翻译;EV-A71通过3cpro对复合物中SFPQ进行了切割,切割产物增强EV-A71 5'UTR介导的翻译作用。并且神经系统高表达分子GAD1在体外具有促进肠道病毒复制的作用。本研究的结果有助于深入理解肠道病毒的致病机理,也为抗病毒药物研究提供靶点。

关键词：肠道病毒 SFPQ NONO 3cpro GAD1

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