序列比对发现关键病毒的新机制

　　

生物通报道：丙型肝炎病毒简称为HCV，在病毒分类上属于正链RNA病毒，早期被认为是造成非A非B病毒型肝炎（non-A, non-B viral hepatitis）的主要致病因子之一。丙型肝炎只感染人，感染人之后会建立慢性感染，并可导致肝坏死和肝癌。

近期来自日本名古屋大学医学部，中国科学院上海巴斯德研究所的研究人员对HCV 2a（JFH1）和1b（HCR6）亚型RNA聚合酶的体外活性进行了比较，发现HCV RNA聚合酶的体外活性是病毒的复制和致病性的决定性作用之一。这一研究成果公布在Archives Virology 杂志上。

领导这一研究的是日本名古屋大学Tetsuya Toyoda教授，其早年毕业于日本名古屋大学，曾于美国国家卫生研究院儿童卫生与人类研究部进行博士后研究工作，主要的研究领域包括A型流感病毒和丙肝病毒的RdRp等。

研究人员提出丙型肝炎是由HCV病毒复制和宿主反应相互作用引起的，并且HCV的RNA聚合酶对其复制和致病性起决定性作用。 HCV 2a亚型的JFH1株系感染性克隆的建立为HCV的研究带来划时代的发现。然而，JFH1虽然可在人肝癌细胞系Huh7中高效复制，却不能导致黑猩猩引发肝炎。

在这篇文章中，研究人员对HCV 2a（JFH1）和1b（HCR6）亚型RNA聚合酶的体外活性进行了比较。结果发现JFH1 RNA聚合酶活性比1b的高15倍。为了找到JFH1聚合酶高活性的机制和结构域，研究人员对1b和JFH1聚合酶的氨基酸序列进行了比较，找出不同的氨基酸并对其进行突变转换。

此外，研究人员还对这些聚合酶进行了动力学分析，并比较其米氏常数Km，酶促反应最大速度Vmax和模板结合活性分析。实验结果表明，位于HCV 1b聚合酶拇指结构域的四个突变体S377R, A450S, E455N 和 Y561F的聚合酶活性比野生型的活性增高了。其中， 1b A450S的活性增高了约七倍，为JFH1株聚合酶活性的45.8%。聚合酶的Vmax和模板结合能力的大小依次是：JFH1 > 1bA450S >1b，表明病毒聚合酶复制的高效性和更强的模板结合能力都是JFH1聚合酶高活性的机制之一。

在这项研究中，研究人员首次对HCV JFH1株病毒聚合酶进行了体外生化活性分析和酶促动力学分析。同时，还对JFH1和1b聚合酶的生化特性进行了比较，并发现二者之间体外活性的差异与体内复制能力相一致。此外，研究人员还找到了JFH1聚合酶高活性的位点和机制,并且将1b聚合酶通过分子修饰而成为高活性的JFH1型聚合酶。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Modification of hepatitis C virus 1b RNA polymerase to make a highly active JFH1-type polymerase by mutation of the thumb domain，Archives Virology

附：

Tetsuya Toyoda
医学博士、研究员

教育
1987年:日本名古屋大学医学部研究生院
1982年:日本名古屋大学医学部

学术成就
2005－至今:中国科学院上海巴斯德研究所病毒基因组调节研究组长
2003- 2005:爱知医科大学客座教授
东京都临床医学综合研究所微生物和细胞生物学部访问学者
1995- 2003:久留米大学医学部病毒研究部教授和主席
1995- 2003:国立遗传学研究所分子遗传学部助理教授(Dr. A. shihama)
1991- 1992:美国国家卫生研究院儿童卫生与人类研究部博士后（(Dr.A. Wolffe)
1988- 1991:美国哈佛大学医学院解剖学部博士后 (Dr. T. Kirchhausen)
1987- 1992:日本名古屋大学医学部附属病态治愈研究所分子病理部研究助理(Dr. Y. Nagai)
2001:传染病控制医生，日本
1982 :医师，日本

研究方向

理解病毒复制机制对于控制病毒性疾病来讲是一个必须的工作。病毒RNA多聚酶（RdRp）是一种只能由RNA编码的独特的酶，在病毒RNA基因组转录和复制过程中起非常关键的作用。有三种类型的RNA基因组和RNA多聚酶（RdRp），正链，负链和双链RNA。病毒RdRp可以作为控制病毒的广义和特异性着眼点。我们研究病毒RdRp的策略是通过表达和纯化多聚酶的cDNA，利用体外重组酶复合体分析它们的生物学特性。利用我们组构建的杆状病毒细胞悬浮培养表达系统可以使RdRp很好的发挥活性。我们将继续研究A型流感病毒和丙肝病毒的RdRp，并且我们还将目标扩展到高致病性禽流感病毒，SARS病毒，日本脑炎，轮状病毒等领域。