协会会长单位——中科院上海药物研究所余学奎团队联合中山大学肿瘤防治中心首次报道EBV核衣壳全原子结构模型
浏览次数日期 : 2020-07-14

  Epstein-Barr virus(EBV)属于疱疹病毒科,是一种广泛传播的双链DNA病毒。EBV感染能够诱发多种肿瘤,其中包括我国高发的鼻咽癌。在世界范围内,每年由EBV感染引起的新发肿瘤患者约为25万。EBV具有典型的疱疹病毒三层结构框架:其最外层是含有病毒糖蛋白的脂质双分子层包膜(envelope);最内层是包含病毒基因组的、直径约为130 nm的准二十面体核衣壳(nucleocapsid);外层包膜和内层核衣壳之间是由蛋白质组成的间层(tegument)。多项研究表明,以旨在干扰病毒衣壳组装和成熟的小分子化合物将有望成为抗疱疹病毒感染的有效武器。近年来,随着冷冻电镜和计算机图像处理技术的进步,已有多种疱疹病毒的高分辨率结构被解析。然而由于样品制备的困难,针对EBV的结构学研究和抗病毒药物分子设计长期滞后。

  2020年7月3日,Cell Research杂志发表了中国科学院上海药物研究所余学奎研究员团队与中山大学肿瘤防治中心曾木圣教授团队合作完成的题为CryoEM structure of the tegumented capsid of Epstein-Barr virus的研究长文。该研究首次报道了高分辨率EBV病毒衣壳的二十面体结构、衣壳相联的间层蛋白(capsid-associated tegument complex, CATC)以及基因组进出通道portal的原位结构,并进一步阐述了EBV衣壳装配以及病毒基因组包装、稳定和释放机制。

  在此项研究中,研究人员基于对疱疹病毒生活史的深入理解,利用整合有EBV基因组的B95-8细胞株优化出一种新颖的EBV病毒培养方法,并成功制备出高质量的EBV样品。在此基础上,研究团队利用冷冻电镜技术解析了EBV核衣壳的全原子结构。该研究全方位描绘出EBV衣壳蛋白之间、CATC与衣壳蛋白、衣壳蛋白与portal以及portal与病毒DNA多层次的相互作用细节,从而为针对阻断病毒衣壳成熟的抗病毒药物开发提供了关键结构基础。研究进一步发现,不同疱疹病毒衣壳五聚体(penton)的结构柔性以及CATC在衣壳不同顶点(vertex)上的结合数量和作用形式均存在差异,且这些差异与病毒基因组大小紧密相关。基于此,研究人员认为疱疹病毒采用了一种新的“压力调节”机制来实现病毒基因组包装、稳定以及释放几个关键步骤的精准调控。

  中科院上海药物所余学奎研究员与中山大学肿瘤防治中心曾木圣教授为本论文的共同通讯作者,上海药物所余学奎课题组博士后李智海与中山大学肿瘤防治中心特聘副研究员张晓为本论文的共同第一作者。此项工作获得了上海药物所冷冻电镜研究中心的大力支持。该项目获得了国家重点研发计划、中国科学院个性化药物战略性先导科技专项、中国科学院百人计划、国家自然科学基金、上海扬帆计划与中国博士后基金项目资助。(摘自上海药物所官网)