2012年1月10日，PNAS在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所朱平研究組程凌鵬副研究員等人的研究論文“Atomic model of a cypovirus built from cryo-EM structure provides insight into the mechanism of mRNA capping”。該研究利用生物成像技術(shù)實(shí)驗(yàn)室2010年4月調(diào)試成功的冷凍電鏡平臺(tái)，用單顆粒圖像處理技術(shù)獲得了呼腸孤病毒科的質(zhì)型多角體病毒近原子分辨率的三維結(jié)構(gòu)（3.9埃），并獨(dú)立構(gòu)建了全原子模型。對(duì)研究dsRNA病毒的mRNA加帽機(jī)制有重要意義。
近日，程凌鵬等人利用之前的研究，深入研究了質(zhì)型多角體病毒在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的結(jié)構(gòu)，于4月6日再次在PNAS在線發(fā)表了一篇名為“Cryo-EM structure of a transcribing cypovirus”的論文。
已知呼腸病毒科家族中的雙鏈RNA病毒能夠轉(zhuǎn)錄及加帽初期mRNA。有趣的是，整個(gè)的轉(zhuǎn)錄周期，二十面體病毒的衣殼一直保持完整，但是mRNA轉(zhuǎn)錄及加帽過(guò)程是被病毒衣殼蛋白協(xié)調(diào)的機(jī)制還未可知。質(zhì)型多角體病毒屬則提供了一個(gè)好的模式系統(tǒng)，來(lái)研究呼腸病毒科家族的mRNA轉(zhuǎn)錄及加帽機(jī)制。
研究人員通過(guò)冷凍電子顯微鏡技術(shù)得到的一個(gè)近乎原子分辨率的密度圖，得到了一個(gè)轉(zhuǎn)錄中的質(zhì)型多角體病毒的完整主干模型。對(duì)比于非轉(zhuǎn)錄中的質(zhì)型多角體病毒屬的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄中的質(zhì)型多角體病毒的主要衣殼蛋白經(jīng)歷了一系列的構(gòu)象改變，這導(dǎo)致了衣殼的結(jié)構(gòu)改變：一方面是增大的衣殼腔，在緊密包裝的衣殼中，這對(duì)基因組RNA提供了更多的移靈活性；另一方面是衣殼內(nèi)擴(kuò)大的peripentonal通道，研究表明這是初期mRNA的通道。
除此以外，在每一個(gè)五倍軸turret蛋白的構(gòu)象改變導(dǎo)致了一個(gè)相對(duì)開(kāi)放的turret。研究還發(fā)現(xiàn)，在mRNA加帽期間，一個(gè)被轉(zhuǎn)移到5'端去磷酸化mRNA的GMP，被發(fā)現(xiàn)在turret蛋白口袋樣結(jié)構(gòu)的尿苷轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域。
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