SARS冠状病毒nsp16/nsp10蛋白复合物：一种新的核糖核酸甲基转移酶

　　真核生物的mRNA都具有5端帽子结构，寄生在真核细胞内病毒会对病毒RNA的5末端进行修饰以模拟真核生物mRNA的结构，这对维持病毒RNA的稳定性，促进蛋白翻译以及病毒逃避宿主先天免疫系统都非常重要。SARS冠状病毒编码N7甲基转移酶(nsp14)和2‘-O甲基转移酶(nsp16)来修饰自身的基因组RNA。Nsp16需要一个辅助因子nsp10来帮助它行使甲基转移酶活性，这一点是SARS冠状病毒所独有的。来自武汉大学和南开大学的研究人员利用北京同步辐射装置1W2B-生物大分子实验站和上海光源的BL17U1-生物大分子晶体学光束线站完成了对nsp16和nsp10晶体结构的解析，并深入研究了其生化特性，相关结果发表在2011年10月13日的《Plos pathogens》上。

　　武汉大学研究组之前的工作揭示了nsp16行使甲基转移酶活性需要nsp10的帮助，在这之中，nsp10可能起到了促进因子的作用。现在，他们证明了nsp10可以帮助nsp16结合S-腺苷甲硫氨酸和底物RNA。同时通过与南开大学的合作，课题组获得了nsp16和nsp10蛋白质复合物的晶体结构。Nsp16有7个平行的β折叠片层被柔性片段和α螺旋包围，这是一类甲基转移酶保守的机构域。但是nsp16和其他能独立行使活性的甲基转移酶有一个明显的区别，那就是nsp16的αD螺旋相对比较短，这一特性导致nsp16表面和SAM结合的口袋的柔性增强，不利于SAM和nsp16结合。Nsp10的第93位赖氨酸和nsp16的第105位丝氨酸之前形成了一对氢键，同时nsp10的第80位组氨酸和第102位天冬氨酸之前形成了两对盐桥，nsp10通过这些相互作用稳定了nsp16与SAM结合的口袋，因而促进了nsp16和底物SAM的结合。

　　SARS冠状病毒nsp16是已知的唯一一种需要其他蛋白协助才能行使活性的甲基转移酶，课题组通过晶体结构和突变实验解释了这一现象的分子生物学机制。mRNA的甲基化的帽子结构在其加工、稳定性、运输和蛋白翻译中起到重要的作用，因此，甲基转移酶活性位点被认为是一个开发抗病毒药物的靶点。但是甲基转移酶结构域在宿主以及病毒的甲基转移酶中是高度保守的，所以开发出特异性针对病毒甲基转移酶活性位点的先导化合物是比较困难的，因此，对于冠状病毒，开发以nsp16和nsp10的结合位点为靶点的抗病毒药物更具现实可行性。

　　发表文章：

　　Yu Chen, Ceyang Su, Min Ke, Xu Jin, Lirong Xu, Zhou Zhang, Andong Wu, Ying Sun, Zhouning Yang, Po Tien, Tero Ahola, Yi Liang, Xinqi Liu*, Deyin Guo*, Biochemical and Structural Insights into the Mechanisms of SARS Coronavirus RNA Ribose 2’-O-Methylation by nsp16/nsp10 Protein Complex. PLoS Pathog. 2011, 7(10), e1002294.