Nature：中美两项蛋白结晶成果

　　

生物通编者按，生命世界从DNA序列开始，通过系列的神奇变化转变为各种具有复杂功能蛋白质。DNA通过转录翻译后变为蛋白质，虽然有些蛋白质的组成成分相同，可是一个小小的结构不相同就可能产生天差地别的功能差异，因此，人类研究的步伐也从DNA和RNA这些密码序列转移到了蛋白质的研究领域，慢慢的开始关注蛋白质结构的研究。

 

如果你至潮，至in，一定听说过蛋白结晶吧，这可是现阶段研究蛋白结晶的最流行的方法，如果您不明白的这个方法，建议您浏览生物通的技术栏目文章，小编给您推荐一篇：

解析蛋白结晶的过程。

 

言归正传，本文章给您介绍近期Nature杂志发表的两篇蛋白结晶的成果文章，连Nature都如此关注的技术当然可想而知是现在炙手可热的技术。这两篇文章所关注的也是现在热门的研究课题，禽流感病毒。

 

自从禽流感病毒突破种间障碍以来，无疑全世界都加大了对禽流感病毒的研究投入。早一天破解禽流感功能蛋白和结构蛋白的秘密就能早一天攻克禽流感。

 

值得我们骄傲的是，我国的科学家不落人后，2008年8月28日Nature杂志发表了来自南开大学饶子和院士的一篇禽流感病毒结构文章，另外一篇文章是来自美国德克萨斯州Baylor医学院生化与分子生物学系的文章，发表在12月18日Nature杂志上。前者通过蛋白结晶技术解析了PA与PB1氨基端多肽蛋白复合体的2.9分辨率晶体结构。后者利用相同的技术解析了NS1蛋白的晶体结构。

 

流感病毒基因组含有8个RNA片段，已知可以编码11种病毒蛋白质。其中，由PA、PB1和PB2这3个亚基组成的聚合酶复合体是负责病毒基因组RNA复制以及病毒mRNA转录的关键组分，同时由于它的高度保守性、低突变率，成为抗流感病毒药物设计的重要靶点。多年来的研究认为，PB1是病毒RNA聚合酶的催化亚基，负责病毒RNA的复制以及转录；PB2是负责以一种称为“Snatch”的方式夺取宿主mRNA的CAP帽子结构用于病毒mRNA转录；而PA亚基不但参与病毒复制过程，而且还参与病毒RNA转录、内切核酸酶活性、具有蛋白酶活性以及参与病毒粒子组装等多种病毒活动过程，因而在整个聚合酶复合体的研究中显得格外重要。

 

饶子和带领的研究人员利用全新的思路，解析了PA与PB1氨基端多肽蛋白复合体的2.9埃分辨率晶体结构。该结构清晰显示了PA与PB1多肽相互作用模式，发现该作用位点的氨基酸残基在流感病毒中高度保守，这为广谱抗流感(包括人流感和禽流感)药物研究提供了一个理想的靶蛋白。同时，根据该复合体结构以及已知的一些蛋白突变体研究结果，推测了PA亚基在聚合酶中的作用，为进一步研究提供了分子基础。

 

来自美国德州的研究人员利用在2004年越南禽流感爆发期间分离出的一个恶性H5N1禽流感病毒毒株，确定了全长NS1蛋白的结构。该分子的RNA结合区域与非H5N1毒株的RNA结合区域相比有微妙的差别，而效应子区域则有较大改变。这两个区域以某种方式发生相互作用，形成小管，后者可能会隔离双链RNA，从而让病毒躲过宿主的先天免疫反应。

 

以上两项研究成果揭示与流感病毒密切相关的蛋白质的三维结构，不仅对揭示流感病毒复制机制具有重要科学意义，而且对开发抗流感病毒药物具有重要价值。

 

两原文摘要：

X-ray structure of NS1 from a highly pathogenic H5N1 influenza virus

Crystal structure of the polymerase PAC–PB1N complex from an avian influenza H5N1 virus

（生物通 小鱼）