宿主细胞在进化过程中已经具有防御机制(例如先天免疫)以消除病毒感染。然而病毒也已经进化出几种对抗策略,可从宿主防御机制中逃脱。许多研究表明IFN诱导蛋白ISG15和ISGylation在针对多种类型的RNA和DNA病毒的抗病毒活性中起着重要作用,然而也有相互矛盾的结果。今天为大家推荐一篇由日本神户大学医学研究生院研究团队发表在Journalofvirology上的文章,标题为ISGylationofHepatitisCVirusNS5AProteinPromotesViralRNAReplicationviaRecruitmentofCyclophilinA。丙型肝炎病毒(HCV)感染是慢性肝炎,肝硬化和肝细胞癌的主要原因,病毒RNA的复制发生在源自内质网(ER)的双膜囊泡上,并且需要细胞宿主因子的参与,本文结果表明NS5A可以经过ISGylation*募集CypA促进HCV复制。
首先作者通过免疫共沉淀以及免疫印迹确定HCVNS5A是ISGylation的目标底物,然而ISGylation过程中TRIM25、HHARI以及HERC5均可作为E3连接酶,用于ISGylation不同的底物。为了研究E3连接酶在NS5AISGylation中的特异性,作者将三种E3连接酶分别于底物结合,通过免疫印迹实验进一步确定HERC5是NS5AISGylation的特异性E3连接酶。为了确定HERC5连接酶的活性是否与NS5AISGylation有关,作者使用HERC5的无催化活性的CA突变体(对NS5A蛋白进行了ISGylation分析。结果显示:野生型(WT)HERC5可诱导了NS5AISGylation,而突变体HERC5诱导NS5AISGylation显著降低,表明需要HERC5连接酶的活性对NS5AISGylation是非常重要的。
接下来作者想鉴定NS5A蛋白上的ISGylation位点。已有文献报道ISG15通过Lys进行偶联,作者团队构建了一系列NS5A突变体,结合免疫共沉淀实验,结果表明ISG15在NS5A蛋白的K44,K68,K,K和K发生ISGylation。为了确定在HCVRNA复制中NS5A上的Lys的关键位点,通过荧光素酶报告系统等实验,最终结果表明K的NS5AISGylation参与HCVRNA复制的正调控。
最后作者研究了NS5AISGylation如何参与HCVRNA复制的正调控,。根据有关报道亲环蛋白A(CypA)可能通过与NS5A域II(DII)的关联而参与HCVRNA复制的正调控,作者通过应用CsA处理发现可抑制NS5A与CypA的缔合,并且FLAGISG15-AA突变体、HA-NS5AKR突变体、以及其野生型进行免疫沉淀实验,结果表明NS5AISGylation增强了NS5A与CypA的关联。
在本研究中,作者阐明了NS5AISGylation在HCVRNA复制中的作用。确定了NS5A蛋白特定Lys残基上的ISG15整合位点,进一步通过突变体对病毒复制的影响验证了本试验的结论。结果表明,NS5AISGylation通过增强NS5A与HCVRNA复制的关键宿主因子(CypA)的缔合而参与了HCVRNA复制的正向调节。靶向ISGylation的机制可能是今后开发用于治疗慢性HCV感染的下一代疗法
ISG15通过三种赖氨酸(E1活化酶(UBE1L),E2缀合酶(UbcH8)和E3连接酶(HERC5))通过特定的赖氨酸(Lys)残基共价结合到目标底物蛋白上。该过程称为“ISGylation”,
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