SARS-CoV-2 NSP2中保守基序WVPRA通过调控PLpro介导的NSP1/NSP2切割影响病毒多蛋白加工机制

本研究揭示了SARS-CoV-2非结构蛋白NSP2中保守的WVPRA基序对病毒多蛋白加工的关键调控作用。丹麦哥本哈根大学团队通过分子生物学与蛋白质组学技术，发现该基序通过维持NSP1-NSP2前体的正确构象，显著影响PLpro对远端切割位点的加工效率。这一发现为理解冠状病毒复制机制提供了新视角，并为靶向病毒蛋白加工的广谱抗病毒药物设计提供了潜在靶点。

　　

在COVID-19疫情持续演变的背景下，冠状病毒的复制机制仍是研究热点。SARS-CoV-2作为单股正链RNA病毒，其30kb基因组翻译产生的多蛋白需要病毒自身蛋白酶加工为16个非结构蛋白(NSPs)。其中ORF1a编码的NSP1-11前体由PLpro(NSP3)和3CLpro(NSP5)协同切割，但远端位点的加工调控机制尚不明确。哥本哈根大学兽医与动物科学系(Thea Kristensen等)在《Scientific Reports》发表的研究，揭示了NSP2中一个保守五肽基序对多蛋白加工的关键作用。

研究人员采用瞬时表达系统结合定点突变技术，通过免疫印迹定量分析切割效率。主要构建了野生型及突变型NSP1-NSP2-Flag质粒，与PLpro-mCherry共转染BHK-21细胞，利用vTF7-3 vaccinia病毒系统实现高效表达。

关键发现

1. 基序缺失完全阻断加工

   删除NSP2_243-247的WVPRA基序后，PLpro对NSP1/NSP2连接处的切割效率下降超过90%(P≤0.005)。

   

2. 芳香族残基的关键作用

   W₂₄₃突变为丙氨酸完全抑制切割(P≤0.0005)，而保守性替换为酪氨酸或苯丙氨酸保留部分活性，表明N端芳香族残基对维持结构至关重要。

   

3. 脯氨酸构象约束效应

   P₂₄₅突变为丙氨酸使切割效率降低约40%，甘氨酸替换效果更显著，证实亚氨基酸的构象约束是功能基础。

4. 跨病毒家族保守性

   比对9种β冠状病毒NSP2序列显示，该基序在A/B亚群中高度保守，但精氨酸(R₂₄₆)可耐受丙氨酸替换。

   

研究首次阐明SARS-CoV-2通过NSP2中的WVPRA基序调控多蛋白加工的空间协调机制。该基序与口蹄疫病毒YCPRP基序功能相似，均作为分子内分子伴侣样元件发挥作用。虽然NSP2非病毒复制必需蛋白，但该发现为理解冠状病毒进化保守性提供了新线索。更重要的是，这种远程调控模式为开发干扰多蛋白成熟的新型抗病毒策略提供了理论依据，可能成为广谱抗冠状病毒药物的潜在靶点。