西尼罗病毒NS5蛋白与正黄病毒SLA RNA的相互作用及其对病毒复制抑制的机制研究

这篇研究揭示了西尼罗病毒（WNV）非结构蛋白NS5与基因组5′端茎环结构（SLA）的分子互作机制，通过小角X射线散射（SAXS）解析了WNV和日本脑炎病毒（JEV）SLA的三维构象，证实其与登革病毒（DENV）、寨卡病毒（ZIKV）SLA具有相似的L型折叠。研究发现WNV NS5能以1:1化学计量比结合多种正黄病毒SLA（Kd=205 nM），但仅DENV和ZIKV SLA可替代WNV SLA支持病毒复制。关键发现是外源SLA可通过竞争性结合NS5抑制病毒复制，为开发RNA诱饵疗法提供了新思路。

　　

西尼罗病毒NS5与SLA的分子互作机制

研究团队通过SAXS技术首次解析了WNV和JEV茎环结构（SLA）的三维构象，发现其与已知DENV、ZIKV SLA类似，均由顶部茎环、侧环和底部茎构成L型结构，但顶部与底部茎的相对空间排布存在差异。质量光度法（MP）证实WNV NS5以单体形式与SLA形成1:1复合物，结合亲和力（K_d=205 nM）与DENV/ZIKV体系相当。

跨病毒属SLA的功能替代性

尽管WNV NS5能结合DENV、ZIKV和JEV SLA，但复制子实验显示仅有DENV和ZIKV SLA可替代WNV SLA支持病毒复制。特别值得注意的是，含ZIKV SLA的复制子荧光素酶活性增强2.7倍，时间进程实验表明这种增强源于翻译效率提升和复制协同作用。而JEV SLA虽与NS5结合，却完全无法启动复制，暗示病毒特异性因子（如NS3或3′UTR）在复制中的关键作用。

SLA功能域的精确定位

通过设计顶部环（SLA_TL）、侧环（SLA_US/SLA_LS）和底部茎（SLA_BS）突变体，发现顶部环AG序列缺失使NS5结合降低4.4倍，侧环突变导致1.3-1.5倍减弱，而底部茎突变无显著影响。这些微小结合差异在复制子实验中产生级联效应——顶部和侧环突变使复制效率骤降至野生型的6%-10%，印证了SLA空间构象对复制复合体组装的决定性作用。

RNA诱饵的抑制潜力

外源SLA-tRNA与病毒基因组共转染实验取得突破性发现：1:1比例即可使复制子活性降低65%，感染性病毒滴度下降10-100倍。新一代测序显示SLA处理组病毒群体出现高频单核苷酸变异（如E蛋白E390G、NS5 K642R），Shannon熵值显著升高，表明SLA通过消耗游离NS5施加选择压力。这种竞争性抑制策略为开发广谱抗正黄病毒药物提供了新靶点。

结构生物学指导的抗病毒设计

研究首次将SAXS、MP与功能实验结合，阐明WNV复制机器对SLA结构的精确识别要求。顶部环作为NS5结合锚定位点，侧环则通过空间取向调控复制复合体组装效率。外源SLA展现的抑制效果提示：基于SLA骨架的稳定化RNA分子（如化学修饰或tRNA嵌合体）或可发展为新型抗病毒制剂，其诱导病毒群体遗传不稳定的特性更为抗耐药设计提供了独特视角。