SARS-CoV-2复制转录复合体模板回收与RNA加帽并行的结构基础

《Cell》：Structural basis for the concurrence of template recycling and RNA capping in SARS-CoV-2

本研究解析了SARS-CoV-2复制转录复合体（RTC）在加帽启动前、后的结构，揭示了其通过二聚体构象（ddRTC）实现模板链回收，并阐明了nsp9结合NiRAN结构域介导RNA加帽启动的机制，为病毒RNA合成与修饰的协同调控提供了关键结构证据。

　　

研究通过解析SARS-CoV-2复制转录复合体（RTC）在加帽启动前（pre-CI）和加帽启动后（post-CI）的冷冻电镜结构，揭示了病毒RNA合成过程中模板回收与RNA加帽并行的分子机制。在加帽启动前状态，RTC形成二聚体构象（ddRTC），其中两个RTC以头对头方式排列，解旋酶（helicase）利用ATP水解（ATP-hydrolysis）产生的能量驱动RNA双链解旋，将模板链回收用于新一轮复制。解旋酶的ATP结合口袋中可结合ADP或ADP·P_i，提示其通过ATP水解循环实现定向解旋。在加帽启动后状态，病毒蛋白nsp9与nsp12的尼多病毒RdRp相关核苷酸转移酶（NiRAN）结构域结合，破坏ddRTC的二聚体构象。nsp9的N端与产物链5′端三磷酸基团共同定位于NiRAN催化中心，呈现RNA加帽启动前（即nsp9 RNA化反应）的关键状态。该研究首次在结构层面阐明SARS-CoV-2如何协调模板回收与RNA加帽过程，为开发靶向病毒RNA合成关键环节的抗病毒策略提供了新视角。