论文标题：Cryo-EM structures of Nipah virus polymerase complex reveal highly varied interactions between L and P proteins among paramyxoviruses

期刊：Protein & Cell

作者：Lu Xue , Tiancai Chang , Jiacheng Gui , Zimu Li , Heyu Zhao , Binqian Zou , Junnan Lu , Mei Li , Xin Wen , Shenghua Gao , Peng Zhan , Lijun Rong , Liqiang Feng , Peng Gong , Jun He , Xinwen Chen , Xiaoli Xiong

发表时间：18 February 2025

DOI：https://doi.org/10.1093/procel/pwaf014

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近来，中国科学院广州生物医药与健康研究院熊晓犁与何俊，广州国家实验室陈新文以及中国科学院武汉病毒研究所龚鹏团队联合于Protein & Cell 发表了题为 “Cryo-EM structures of Nipah virus polymerase complex reveal highly varied interactions between L and P proteins among paramyxoviruses ” 的研究论文。本研究报告了尼帕病毒(NiV）聚合酶L-P复合物的两种冷冻电子显微镜(cryo-EM）结构（全长和截短形式）。这些结构解析了大蛋白（L）的RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）和多核糖核苷酸转移酶(PRNTase）结构域，以及与L-RdRp结合的四聚磷蛋白（P）束，揭示了 L 蛋白和 P 蛋白之间的动态相互作用，该研究为尼帕病毒聚合酶的功能研究和以聚合酶为靶点的药物开发奠定了重要基础。

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研究的主要发现包括：

1. 尼帕病毒聚合酶复合物的冷冻电镜结构解析：研究通过冷冻电镜成功解析了尼帕病毒L蛋白与P蛋白复合物的两种结构。结构显示，L蛋白的RdRp和PRNTase结构域被清晰解析，而C端结构域(CD、MTase、CTD）因柔性未被解析。P蛋白形成四聚体束，通过疏水作用、氢键和盐桥稳定其与L蛋白之间的结合。

2. PRNTase结构域的锌离子结合位点对聚合酶活性至关重要：在PRNTase结构域中鉴定出两个保守的锌离子结合位点。丙氨酸突变实验表明，破坏这些位点会完全抑制聚合酶活性，证实其对催化功能的关键作用。这两个位点在多数单股负链RNA病毒中保守，但在肺炎病毒科中缺失。

3. L-P相互作用模式的独特性及其功能影响：尼帕病毒的P蛋白四聚体通过多重界面与L蛋白结合，P1的XD结构域与L的RdRp表面形成稳定结合，其连接区覆盖NTP进入通道。P3和P4的XD连接区通过疏水作用、氢键和阳离子-π相互作用锚定于L表面；突变实验显示，破坏L-P界面显著降低聚合酶活性和L蛋白稳定性。

4. 单股负链RNA病毒聚合酶复合物的比较结构分析：不同病毒的P蛋白CTD在聚合酶表面的结合位置和动态性各异。此外，L蛋白表面存在保守的酪氨酸残基作为P蛋白四聚体锚定的关键位点。

该研究通过冷冻电镜解析了尼帕病毒(NiV）聚合酶复合物的结构，揭示了L蛋白的RdRp和PRNTase结构域与P蛋白四聚体的结合模式。研究发现两个保守的锌离子结合位点对聚合酶活性至关重要，并发现NiV的L-P相互作用模式在副粘病毒中具有独特性。该结构丰富了我们对病毒RNA合成的分子机制认识，为开发靶向聚合酶的抗病毒药物提供了关键结构基础。

图示：冷冻电镜（Cryo-EM）和基于迷你复制子的突变分析揭示了对尼帕病毒聚合酶活性至关重要的锌指结合位点以及L-P蛋白相互作用。

本研究基于获得的尼帕病毒（NiV）聚合酶L-P复合物结构，在PRNTase结构域中鉴定出两个保守的锌离子结合位点以及L-P相互作用界面。其中，P1的XD结构域稳定结合在NTD进入通道的上方。通过对这些关键位点的突变并结合迷你复制子实验表明这些地方的破坏会显著降低聚合酶的活性，这进一步推进了对尼帕病毒聚合酶功能的研究。

熊晓犁 中国科学院广州生物医药与健康研究院 研究员

研究方向：大分子结构、流感病毒、冠状病毒

陈新文 广州国家实验室 研究员

研究方向：病毒复制和致病机制的研究，高致病性病原与宿主相互作用

何俊 中国科学院广州生物医药与健康研究院 研究员

研究方向：细胞周期中起关键作用的超大分子复合物的结构和功能研究以及基于结构的药物设计、信号转导过程中的膜蛋白复合物的结构和功能研究以及基于结构的药物设计、生物大分子复合体在组织细胞原位的结构研究技术

龚鹏 中国科学院武汉病毒研究所

研究员研究方向：以酶学和结构生物学为主要手段，研究RNA病毒聚合酶的催化与调控机制以及靶向RdRP的核苷类创新药物

期刊简介 About

英文学术月刊《Protein & Cell》致力于报道生命科学和生物医学领域的最新研究成果和前沿热点，维度跨越分子、细胞、模式生物、生物技术、基础与临床医学，研究对象涵盖微生物、植物、动物、人体，是一本国际化的综合性学术期刊。

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