检索历史 清除

摘要寨卡病毒(Zika virus，ZIKV)属于黄病毒科（Flaviviridae）黄病毒属（Flavivirus）。黄病毒属包括多个严重威胁人类健康的蚊媒病毒，例如登革病毒(Dengue virus，DENV)、西尼罗病毒(West Nile virus，WNV)、黄热病毒(Yellow fever virus，YFV)和日本脑炎病毒（Japanese encephalitis virus，JEV）等。<br>　　ZIKV最早发现于1947年乌干达寨卡丛林的恒河猴体内，由于ZIKV感染后症状轻微，传播范围较局限，之后50多年的时间里没有引起人们的重视。2013年，法属波利尼西亚(French Polynesia)暴发了一次大规模的寨卡疫情，估计32000人感染ZIKV，也是在这次疫情中，研究者发现了ZIKV感染和格林-巴利综合症(Guillain-Barrésyndrome，GBS)等神经系统疾病可能存在内在联系。目前，研究者们一致认为ZIKV感染能够造成格林-巴利综合症和新生儿小头症。2015年2月到2016年11月，全球至少有84个国家有非输入性病例报道，约有3-4亿人感染寨卡病毒，与此同时新生儿小头症(Microcephaly)病例数目也急剧上升。ZIKV的强感染力和嗜神经性引起了人们极大地关注。形势如此严峻，但目前进入临床阶段的寨卡病毒防御手段只有预防性疫苗和治疗性抗体，考虑到病毒的变异性，也急需更多的防御手段（广谱小分子抑制剂等）进行应对。<br>　　黄病毒属成员均为单股正链RNA病毒，能够编码3个结构蛋白和7个非结构蛋白。非结构蛋白NS5是其中分子量最大和最保守的蛋白，也是复制复合体的核心组成成分。NS5分成N端的甲基转移酶（Methyltransferase，MTase）结构域和C端的RNA依赖的RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase，RdRp)结构域两部分。MTase结构域具有鸟苷酰基转移酶活性(Guanosine acyltransferase，GTase)和甲基转移酶活性，RdRp结构域具有RNA依赖的RNA聚合酶活性，在病毒的生命周期中发挥了重要的作用，是一个潜在的抑制剂靶点。<br>　　本研究中，分别解析了YFV全长NS5蛋白（Full-length NS5protein，NS5-FL）、YFV NS5-MTase结构域和ZIKV NS5-MTase、ZIKV NS5-RdRp结构域的晶体结构，为抗病毒抑制剂的研发提供了结构基础。整体而言，ZIKVNS5-MTase结构和黄病毒属其他病毒的同源蛋白结构极为相似。3个关键活性位点:S-腺苷基甲硫氨酸(S-adenosyl methionine，SAM)结合口袋、帽子结合口袋和RNA结合位点均高度保守，这说明黄病毒属不同的病毒可能采取相同的甲基化修饰机制。将YFV NS5-MTase结构和ZIKV、DENV、WNV、JEV的相应蛋白结构进行比对，发现在SAM结合口袋、帽子结合位点存在几个氨基酸的差异，可能影响抑制剂的广谱性，这在后续的抑制剂设计中要予以考虑。相较于DENV和WNV，ZIKV和YFV的NS5-RdRp结构更接近JEV，主要体现在较短的α8螺旋结构。YFV的MTase和RdRp相互作用模式也不同于DENV和WNV，和ZIKV、JEV更为相似，但不完全相同。<br>　　前期的结构研究为发现新靶位和基于结构的抑制剂设计指明了方向。先后建立了亲和力检测、细胞毒性检测、聚合酶活性检测和细胞水平病毒抑制实验的实验体系，并且解析了ZIKV NS5-RdRp和抑制剂C-1的复合物晶体结构。从结构中分析获得聚合酶和C-1抑制剂的相互作用信息，为进一步抑制剂的优化提供了理论支持。