作者:

程琪，怀文静，吴小艳，陈明周

单位:

病毒学国家重点实验室，武汉大学生命科学学院

摘要:

人副流感病毒3型（HPIV3）是副粘病毒科家族的一员，也属于不分节负链（nonsegmented negative-strand，NNS）RNA病毒家族。它会导致婴幼儿下呼吸道疾病。在过去的几十年里，尽管世界各地的研究人员已经多次尝试开发和测试临床活体减毒疫苗，但到目前为止依旧没有FDA认证的疫苗和特异性药物可用于预防或治疗HPIV3的感染。因此，在未来研究HPIV3的分子生物学机制为疫苗和药物的研发提供理论基础是迫在眉睫的。

HPIV3的磷酸化蛋白（P）是一个多功能蛋白，是病毒RNA聚合酶大蛋白（L）的重要辅助因子。病毒转录和复制过程中，在核衣壳蛋白（N）特异性识别病毒基因组RNA形成N-RNA模板的基础上，P蛋白招募L蛋白至N-RNA模板上启动病毒基因组的转录与复制。同时，P蛋白也可作为N蛋白的辅助因子与N蛋白结合，从而避免N蛋白的聚集以及N蛋白与宿主细胞RNA的非特异性结合，确保N蛋白与病毒RNA的正确结合。此外，P蛋白和N蛋白的相互作用是病毒转录复制场所-包涵体（Inclusion bodies，IBs）形成的必要条件。

SUMO化修饰作为一种翻译后修饰，影响许多重要的生物学过程、细胞因子以及通路，例如转录过程，染色质重塑，DNA损伤修复和细胞先天免疫。而许多病毒蛋白本身也通过自身的SUMO化修饰来调控病毒的感染周期。

在本研究中，我们发现HPIV3的P蛋白在细胞内可以被SUMO化，其SUMO化的位点是第492和532位赖氨酸残基，而突变体PK492R/K532R蛋白丧失了被SUMO化的能力。同时，PK492R/K532R蛋白相比野生型P蛋白增强了HPIV3微基因组报告系统的活性。在蛋白功能的研究中发现，PK492R/K532R蛋白与N蛋白的相互作用，PK492R/K532R蛋白寡聚化的能力，以及PK492R/K532R蛋白与N蛋白互作形成IBs的能力对比野生型P蛋白均没有明显变化。但在HPIV3反向遗传学研究中显示，P蛋白SUMO化功能缺失型重组病毒rHPIV3-PK492R/K532R比野生型HPIV3具有更强的感染能力。这一系列实验说明SUMO化修饰调控了P蛋白的功能并抑制了病毒的感染。

图1 HPIV3的P蛋白在293T细胞内可被SUMO化。

图2 P蛋白SUMO化水平的增加抑制 HPIV3的复制。

图3 P蛋白SUMO化位点是位于C端的赖氨酸残基。

图4 P蛋白SUMO化的位点是第492和532位赖氨酸残基。

图5 突变体PK492R/K532R蛋白丧失了被SUMO化的能力，相比野生型P蛋白增强了HPIV3微基因组报告系统的活性。

图6 PK492R/K532R突变与N蛋白的相互作用，PK492R/K532R蛋白寡聚化的能力，以及PK492R/K532R蛋白与N蛋白互作形成IBs的能力对比野生型P蛋白均没有明显变化。

图7 P蛋白SUMO化降低了病毒复制，减缓了病毒生长周期。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12250-020-00314-2）

素材来源：中国病毒学英文版

本期编辑：Naomi