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（供稿 科技處）近日，我校物理與電子科學(xué)學(xué)院、交叉科學(xué)研究院劉紅榮、程凌鵬教授團(tuán)隊(duì)與中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所宋敬東研究員團(tuán)隊(duì)在噬菌體前衣殼結(jié)構(gòu)及包裝機(jī)制研究領(lǐng)域取得突破，研究論文“Structure of the scaffolding protein and portal within the bacteriophage P22 procapsid provides insights into the self-assembly process”在校定TOP期刊PLoS Biology上發(fā)表。

在尾噬菌體和皰疹病毒的組裝過(guò)程中，首先形成未包裝基因組的前衣殼顆粒，其一個(gè)獨(dú)特的頂點(diǎn)具有十二次對(duì)稱(chēng)的門(mén)戶(hù)蛋白，用于基因組傳遞。前衣殼的正確組裝需要數(shù)百個(gè)支架蛋白的短暫存在及參與，但成熟的病毒顆粒中卻不存在支架蛋白。由于缺乏結(jié)構(gòu)信息，支架蛋白如何在十二聚體門(mén)戶(hù)蛋白的形成中發(fā)揮作用，如何促進(jìn)門(mén)戶(hù)蛋白和衣殼蛋白的結(jié)合，以及支架蛋白的釋放以何種方式進(jìn)行尚不清楚。前衣殼內(nèi)部支架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)處于亞穩(wěn)態(tài)且柔性極大，這導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)解析非常困難。在此之前，研究者尚未獲得噬菌體前衣殼支架網(wǎng)絡(luò)的完整原位結(jié)構(gòu)。

劉紅榮教授團(tuán)隊(duì)利用冷凍電鏡單顆粒技術(shù)、非對(duì)稱(chēng)重構(gòu)和局部重構(gòu)算法，解析了模式噬菌體P22前衣殼非對(duì)稱(chēng)完整結(jié)構(gòu)以及支架蛋白和門(mén)戶(hù)蛋白3-9 ?分辨的三維結(jié)構(gòu)?；谒馕龅慕Y(jié)構(gòu)并結(jié)合alphafold預(yù)測(cè)模型，搭建了噬菌體P22前衣殼狀態(tài)下門(mén)戶(hù)蛋白的準(zhǔn)確原子模型及支架蛋白網(wǎng)絡(luò)的骨架結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)支架蛋白通過(guò)三聚體和四聚體相互作用形成內(nèi)部穹頂狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，剖析了支架蛋白輔助門(mén)戶(hù)和衣殼蛋白的前衣殼組裝過(guò)程，完善了噬菌體組裝的分子機(jī)制。同時(shí)提出包括皰疹病毒在內(nèi)的其他dsDNA病毒可能也采取了這種組裝策略。

我校博士后肖浩，陳文沅副教授為本文共同第一作者。中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所宋敬東研究員、我校程凌鵬教授、劉紅榮教授三人為本文共同通訊作者，我校馮浩教授、王麗博士、博士生龐浩、博士后鄭靜參與了本項(xiàng)研究工作。該工作得到了國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金和湖南省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

相關(guān)鏈接：https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003104

編輯：黃依依

責(zé)編：馬鐵泉

審核：陳麗榮