猴出血热病毒通过nsp2和核衣壳蛋白招募G3BP1抑制应激颗粒形成的分子机制

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Journal of Virology 4.0

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  这篇研究揭示了猴出血热病毒(SHFV)通过其非结构蛋白nsp2和核衣壳蛋白(N)与宿主应激颗粒(SG)核心蛋白G3BP1的相互作用,抑制PKR/eIF2α通路触发的SG组装。研究发现nsp2的FGAP基序和N蛋白的FAEP基序分别介导与G3BP1的结合,并通过蛋白酶切割G3BP1的C端RGG域,双重阻断SG形成。该机制为动脉病毒属(Arteriviridae)逃逸宿主抗病毒防御提供了新见解。

  

应激颗粒(SG)的形成与病毒逃逸机制
真核细胞通过组装应激颗粒(SG)响应环境压力(如病毒感染),这些动态胞质聚集体通过调控mRNA翻译、储存和降解恢复稳态。SG核心蛋白G3BP1是SG成核的关键因子,而病毒为利用宿主翻译机器,已进化出多种SG抑制策略。

SHFV感染激活PKR但不诱导SG形成
研究发现SHFV感染MA104细胞和猕猴原代巨噬细胞(MΦ)虽激活PKR并磷酸化eIF2α,却未触发典型SG形成。免疫荧光(IFA)显示G3BP1、G3BP2、TIA-1等SG相关蛋白被重新分布至病毒dsRNA复制位点附近,但翻译起始因子eIF3A、eIF4G和小核糖体蛋白S6(rpS6)未共定位。环己酰亚胺(CHX)处理证实这些G3BP1聚集体非动态SG,而外源诱导剂(如亚砷酸钠SA)在感染细胞中诱导的SG数量显著减少,提示SHFV通过下游机制干扰SG组装。

病毒蛋白与G3BP1的相互作用
质谱分析(LC-MS/MS)显示SHFV nsp2和N蛋白是G3BP1免疫共沉淀中最富集的病毒蛋白。共表达实验证实nsp2通过其保守的FGAP基序与G3BP1的NTF2-L结构域结合,而N蛋白则通过独特的FAEP基序结合同一区域。缺失突变体(ΔFGAP-nsp2和ΔFAEP-N)完全丧失结合能力。值得注意的是,FGAP基序仅存在于猴动脉病毒nsp2中,FAEP/FAAP基序则为其N蛋白特有,反映了宿主-病毒共进化特征。

G3BP1的蛋白酶切割
感染后期出现G3BP1(65 kDa→58 kDa)和G3BP2(68 kDa→50 kDa)的切割片段。抗体定位实验提示切割发生于C端RGG域,可能由病毒木瓜样蛋白酶(PLP)或丝氨酸蛋白酶(SP)介导。这一机制与口蹄疫病毒(FMDV)等已知的G3BP切割策略类似,进一步削弱SG组装能力。

生物学意义与未解问题
SHFV通过nsp2和N蛋白双重“劫持”G3BP1至复制复合体,并切割其功能域,实现SG抑制。该策略与冠状病毒(如SARS-CoV-2)的N蛋白-G3BP1互作有趋同进化特征,但动脉病毒独特的基序选择拓展了病毒拮抗宿主防御的多样性认知。未来需探究G3BP1是否具有促病毒复制功能,以及切割酶的具体身份。

方法学亮点
研究结合AlphaFold 3预测蛋白互作界面、高分辨率共聚焦显微镜追踪蛋白共定位,以及多抗体表位验证切割片段,为病毒-宿主互作研究提供了范式。恒河猴原代MΦ模型的运用增强了人类相关疾病的转化意义。

总结
这项研究系统阐明了SHFV通过“招募-切割”双途径抑制SG的分子机制,揭示了动脉病毒属在进化中形成的独特G3BP1靶向策略,为开发广谱抗病毒药物提供了新靶点。

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