肆虐拉丁美洲的寨卡病毒在全球范圍內引發(fā)廣泛關(guān)注。近日天津大學(xué)教授楊海濤帶領(lǐng)的研究團隊揭開(kāi)了寨卡病毒復制的奧秘。他們在《蛋白質(zhì)與細胞》雜志上發(fā)表的研究成果以極高的分辨力展示了寨卡病毒解旋酶的晶體結構，揭示了水解三磷酸核苷的關(guān)鍵區域，以及容納RNA的正電荷通道，為寨卡病毒藥物研發(fā)提供了一個(gè)精確的模型。這一關(guān)鍵步驟的揭示將有助于開(kāi)發(fā)抗病毒藥物，抵御該病毒在全球范圍內的巨大威脅。
據了解，人類(lèi)感染寨卡病毒除了能夠造成新生兒小頭畸形，還能引發(fā)格林—巴利綜合征。后者是一種嚴重的神經(jīng)系統疾病，能導致患者癱瘓甚至死亡。目前，世界衛生組織已將寨卡病毒暴發(fā)提升到“全球危機”的高度，并將這種病毒視為與埃博拉同等級別的威脅。但是寨卡病毒究竟如何在宿主細胞中復制一直是一個(gè)謎，眼下也還沒(méi)有什么藥物能夠有效控制寨卡病毒感染。
幾乎所有病毒都需要一種稱(chēng)之為解旋酶的蛋白質(zhì)進(jìn)行復制，楊海濤團隊在研究中發(fā)現：寨卡病毒的解旋酶是一種具有驅動(dòng)能力的“馬達蛋白”，它通過(guò)水解三磷酸核苷將化學(xué)能轉換為機械能，實(shí)現對雙鏈核酸的解鏈功能，進(jìn)而通過(guò)將單鏈遺傳物質(zhì)復制，實(shí)現增殖。他們利用X光單晶衍射技術(shù)成功獲得了寨卡病毒解旋酶執行功能和結合底物時(shí)的3D圖像，在原子級分辨率的水平上展示了由寨卡病毒解旋酶、三磷酸腺苷和金屬催化離子形成的三元復合物的空間結構，并成功捕捉到它們結合過(guò)程的中間狀態(tài)，這也是科學(xué)界首次揭示黃病毒家族(蚊媒病毒，包括寨卡病毒、登革熱病毒、黃熱病毒、西尼羅病毒等)解旋酶與天然底物三磷酸腺苷結合時(shí)的結構。
研究人員還進(jìn)一步解析了寨卡病毒與其他黃病毒屬成員在復制機制上的差異，他們吃驚地發(fā)現：寨卡病毒解旋酶在結合核糖核酸后會(huì )經(jīng)歷顯著(zhù)的構象變化，而這種構象變化與登革熱病毒的解旋酶截然不同。楊海濤說(shuō)：“通過(guò)對這一結構的分析，可以揭示寨卡病毒解旋酶如何識別三磷酸腺苷和金屬催化離子的機制，從而對抗病毒藥物的研發(fā)起到積極作用。”
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