流感病毒核糖核蛋白复合物组装及持续性 RNA 合成的分子基础

时间:2025年5月16日
来源:SCIENCE

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流感病毒 RNP 复合物是潜在广谱抗病毒靶点,但其组装及作用机制缺乏高分辨率结构解析。研究人员结合冷冻电镜单颗粒分析与冷冻电子断层扫描技术,揭示 RNP 右手反平行双螺旋结构及聚合酶沿 RNA 模板滑动合成机制,并筛选出潜在抑制剂,为抗流感药物开发提供新方向。

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流感病毒将其 RNA 基因组与多个核蛋白(NP)包装在一起,含有聚合酶的核糖核蛋白(RNP)复合物驱动病毒基因组的转录和复制,使其成为有前景的药物靶点。利用先进的冷冻电镜方法,Peng 等人揭示了 RNA 和核蛋白在 RNP 复合物内的组织方式,以及聚合酶在此结构中的功能。研究发现,重组的流感 D 病毒非结构(NS)段 RNP 的冷冻电镜单颗粒分析显示,NP 聚合物呈右手反平行双螺旋结构,RNA 包裹在小沟中,相邻 NP 亚基通过保守的尾环连接。从甲型流感病毒颗粒中纯化的天然 RNP 的子断层平均分析证实了这些特征,并进一步发现多种不同构象,表明双螺旋内存在动态链间运动。在起始前和延伸状态下可视化的聚合酶复合物始终与 RNP 外部结合,支持螺旋链滑动模型,即聚合酶沿 RNA 模板进行 RNA 合成,同时维持 RNP 的整体双螺旋结构。这种机制由连接相邻 NP 的柔性尾环实现,使双螺旋 RNP 具有高度动态性,易于以低能垒滑动。针对 NP 尾环结合界面的虚拟筛选确定了先导化合物,这些化合物在基于细胞的测定中有效抑制流感病毒复制。该研究描绘了流感 RNP 组装的结构基础,揭示了聚合酶驱动的 RNA 合成如何在不破坏螺旋框架的情况下进行,为设计针对保守 RNP 成分的下一代广谱抗流感疗法提供了见解。

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