综述:蛋白质酰化修饰在病毒感染调控中的功能与机制

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Virulence 5.5

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  这篇综述系统阐述了蛋白质酰化修饰(包括乙酰化、琥珀酰化和棕榈酰化)在病毒感染中的调控机制,揭示了其通过干扰素(IFN)信号通路、细胞代谢重编程和病毒蛋白功能修饰等途径影响病毒入侵、复制和免疫逃逸的关键作用,为抗病毒靶点开发提供了新视角。

  

蛋白质酰化修饰:病毒与宿主博弈的分子开关

乙酰化与病毒

作为研究最深入的酰化修饰,乙酰化通过三种形式调控病毒感染:N端乙酰化、赖氨酸乙酰化和O-乙酰化。在宿主防御层面,乙酰化如同精确的调音师——KAT5通过乙酰化cGAS增强其识别病毒DNA的能力,而SIRT1则通过去乙酰化IRF3/7提升其与DNA结合活性,共同调控干扰素(IFN-I)的产生。微管蛋白乙酰化则被流感病毒(IAV)、寨卡病毒(ZIKV)等劫持,形成"分子高速公路"促进病毒组分运输;EBV甚至通过BHRF1蛋白激活ATAT1,诱导线粒体异常聚集以瓦解宿主防御。

病毒蛋白的乙酰化更是攻防战的焦点:寨卡病毒NS3经KAT5γ乙酰化后获得超强解旋酶活性,而SARS-CoV-2的核衣壳蛋白(NP)乙酰化则破坏其液-液相分离(LLPS)能力,意外激活MAVS信号通路。这种修饰的双刃剑特性在细胞周期调控中尤为显著——SIRT2通过乙酰化CDK2迫使细胞周期停滞在G1期,为病毒复制创造"黄金窗口"。

琥珀酰化的代谢暗战

2011年发现的琥珀酰化修饰,以其独特的四碳链结构引发蛋白质电荷和构象的剧烈变化。线粒体成为这场暗战的主战场:伪狂犬病毒(PRV)感染时,SIRT5通过去琥珀酰化MAVS的K7位点,精准关闭干扰素信号;而SARS-CoV-2则重塑三羧酸循环(TCA)酶的琥珀酰化图谱,重编程宿主代谢流。

在乙肝病毒(HBV)中,组蛋白H3的琥珀酰化修饰上演染色质"开关大戏"——KAT2A催化H3K79琥珀酰化打开cccDNA转录阀门,而SIRT7通过去琥珀酰化H3K122使病毒基因组再度"沉默"。流感病毒NP蛋白的K87琥珀酰化则引发核滞留现象,导致病毒颗粒组装"堵车"。

棕榈酰化的膜宇宙之争

作为唯一可逆的S-酰化修饰,棕榈酰化通过24个ZDHHC酶家族调控膜蛋白的时空分布。在先天免疫前线,非洲猪瘟病毒(ASFV)QP383R诱导cGAS棕榈酰化,使其丧失病毒DNA识别能力;而MAVS的C79棕榈酰化则像"分子锚点",将其稳定在线粒体膜微域形成信号枢纽。

干扰素诱导跨膜蛋白(IFITM)的棕榈酰化堪称"病毒终结者"——修饰后的IFITM3在内涵体形成"捕网",将病毒导向溶酶体毁灭。但病毒也发展出反制策略:SARS-CoV-2囊膜蛋白(E)通过ZDHHC介导的多位点棕榈酰化,构建出极其稳定的病毒粒子组装平台。流感病毒血凝素(HA)的棕榈酰化则如同"膜融合推进器",其胞质尾部的修饰直接影响病毒与宿主膜的融合效率。

展望:修饰密码的破解之路

从乙酰化到新型的2-羟基异丁酰化修饰,蛋白质酰化网络正展现惊人的复杂性。未来研究需突破三大挑战:解析不同细胞类型中修饰的"指纹图谱",开发精准靶向修饰酶的小分子工具,以及探索联合调控多种修饰的协同抗病毒策略。这场病毒与宿主间持续亿万年的分子军备竞赛,正在蛋白质修饰的维度上为我们揭开新的战局。

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