Nature 子刊：解析锌指抗病毒蛋白的晶体结构

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3月11日来自中国科学院生物物理所的研究人员在《自然结构与分子生物学》（Nature Structural & Molecular Biology）杂志上发表了研究论文，对锌指抗病毒蛋白（zinc-finger antiviral protein ，ZAP）的N末端域结构进行了解析，由此揭示了锌指蛋白识别RNA的结构机理。

　　

生物通报道  3月11日来自中国科学院生物物理所的研究人员在《自然结构与分子生物学》（Nature Structural & Molecular Biology）杂志上发表了题为“Structure of N-terminal domain of ZAP indicates how a zinc-finger protein recognizes complex RNA”的研究论文，对锌指抗病毒蛋白（zinc-finger antiviral protein ，ZAP）的N末端域结构进行了解析，由此揭示了锌指蛋白识别RNA的结构机理。

中科院生物物理所的高光侠研究员和刘迎芳研究员为这篇文章的共同通讯作者。前者的主要研究方向是逆转录病毒复制过程中与宿主细胞作用的分子机制。近年来在宿主抗病毒蛋白ZAP研究中多次取得突破性研究成果。后者主要从事于衰老与凋亡相关蛋白的结构生物学研究工作。

宿主在与病毒长期共存的过程中进化出了多种抗病毒机制，包括表达宿主限制性因子抑制病毒的复制。ZAP是由高光侠课题组通过逆转录病毒为基础的功能基因组筛选方法，克隆并命名的一种宿主抗病毒因子。在过去的研究中，高光侠课题组人员证实ZAP在人的某些免疫细胞中有特异性表达，并能够通过降解特异病毒RNA进而抑制包括鼠白血病病毒在内的多种病毒的复制。

在这篇文章中，研究人员鉴别了大鼠ZAP (NZAP225)主要功能域—— N末端域的晶体结构。研究人员发现NZAP225的整体结构像一个牵引器，有4个锌指基序定位于底部。结构和功能分析结果表明由多个正电荷残基和2个RNA结合孔形成了一个大的RNA结合裂缝（cleft）。ZAP分子互作形成二聚体结合到包含2个ZAP结合组件的ZAP应答RNA分子上。

这些研究发现为深入了解ZAP特异性结合RNA的机制，开发出病毒防治的新策略提供了重要的研究数据。

另外，同日生物物理所的秦燕课题组也在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表了题为“A conserved proline switch on the ribosome facilitates the recruitment and binding of trGTPases”的研究论文，报道了核糖体招募翻译因子的重要分子机理。证实在核糖体的翻译因子结合部位，存在一个脯氨酰开关（Proline Switch）, 它的构象决定核糖体对翻译因子的招募与否。深入研究发现，控制该开关的酶就是翻译因子。因此，核糖体与翻译因子之间存在着对彼此的共调控。而这种调控关系，在所有的蛋白质翻译G蛋白（trGTPase）与核糖体之间存在，说明其具有普遍意义：在翻译的全部过程中，包括起始、延长、终止和再循环，都由这个脯氨酰开关调控招募翻译G蛋白。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Structure of N-terminal domain of ZAP indicates how a zinc-finger protein recognizes complex RNA

Zinc-finger antiviral protein (ZAP) is a host factor that specifically inhibits the replication of certain viruses, such as HIV-1, by targeting viral mRNA for degradation. How ZAP recognizes its target RNA has been unclear. Here we report the crystal structure of the N-terminal domain of rat ZAP (NZAP225), the major functional domain. The overall structure of NZAP225 resembles a tractor, with four zinc-finger motifs located at the bottom. Structural and functional analyses identified multiple positively charged residues and two putative RNA-binding cavities forming a large putative RNA-binding cleft. ZAP molecules interact to form a dimer that binds to a ZAP-responsive RNA molecule containing two ZAP-binding modules. These results provide insights into how ZAP binds specifically to complex target RNA.

作者简介：

高光侠

中科院研究员, 中国科学院“****”获得者

1988年毕业于北京大学生物系生物化学专业；
1990－1995年：美国哥伦比亚大学生化系攻读博士学位；
1995－1999年：哥伦比亚大学博士后；
1999－2001年：哥伦比亚大学研究助理（Research Associate）
2001年入选中科院“****”，科学院微生物研究所工作任研究员；
2005年转入中科院生物物理研究所，任研究员，所长助理。

社会兼职：
BMC Microbiology              Associate Editor
《中国病毒学》和《病毒学报》        编委

获奖情况
1995至1999年：获美国Howard Hughes Medical Institude 博士后奖学金
2000年：获美国白血病学会颁发的特殊研究工作者奖（Special Fellow Award）
2002年：获“国家杰出青年基金”
2004年：中科院“****”结题考核中评为优秀
2007年：入选国家人事部“百千万人才工程”国家级人选。

主要研究方向
逆转录病毒复制的分子机理。在Science、PNAS、Mol. Cell. Biol，EMBO J.等国际刊物上已发表数十篇论文。

刘迎芳

1993-1999年: 毕业于北京大学植物分子生物学系研究生，获博士学位
1999-2005年: 先后在美国国立犹太医学研究中心免疫学系、冷泉港实验室以及杜克大学医学中心从事博士后及研究助理工作
2005年至今： 生物物理所研究组长，研究员