Forskere spoler i strukturen af ​​laksevirus

Strukturen af ​​en proteinnøgle til overlevelsen og spredningen af ​​en virus, der påvirker laks, kunne danne grundlag for strategier til behandling af influenza hos mennesker, ifølge forskere ved Rice University.

Strukturbiologen Yizhi Jane Taos rislaboratorium producerede den første fuldlængdestruktur af matrixproteinet fundet i en orthomyxovirus, der forårsager anæmi hos atlantisk laks. Fordi proteinets struktur og funktion minder så meget om det, man hidtil har fundet i influenzavirus, Tao forventer, at de også vil være nyttige til at bestemme mekanismerne for menneskelige vira.

"Denne virus og alle influenzavirus tilhører den samme familie, så de samles på en meget lignende måde, " sagde hun. "Selvom dette protein er fra en fiskeinficerende virus, det vil give os indsigt i, hvordan matrixproteinerne understøtter samlingen af ​​andre vira."

Opdagelsen er detaljeret denne måned i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Taos laboratorium har specialiseret sig i røntgenkrystallografi og andre teknikker til at afsløre de grundlæggende strukturer af molekyler som det skrøbelige matrixprotein kaldet M1. Mange forsøg på at definere den komplette struktur er mislykkedes, fordi proteinet har to hovedsektioner:N- og C-domænerne.

Fordi den tynde streng af rester, der holder domænerne sammen, falder fra hinanden så let, forskere har indtil nu kun været i stand til at fange N-domænestrukturer gennem krystallisering.

M1 kan være skrøbelig i sig selv, men det bliver en sej skal, når det binder sig med andre M1-proteiner for at danne en sfærisk eller rørformet matrix, der indkapsler og beskytter det virale RNA. Denne matrix sidder lige inde i et lipid-dobbeltlag, den ydre kappe af virussen, der inkorporerer lange glykoproteiner. Disse glykoproteiner opsøger og binder sig til målceller med deres ektodomæner, mens deres cytoplasmatiske haler tjener som en bro til N-domænet af matrixproteinet. C-domænet peger indad fra matrixen og er en bro til den virale belastning indeni.

"M1 hjælper med at understøtte formen, " sagde Tao. "Det er en vigtig funktion for ethvert matrixprotein. Matrixen hjælper også med at inkorporere det virale RNA. Formentlig, hvis der ikke er noget matrixprotein, du ender med en tom vesikel."

Den albueformede struktur af M1 fundet i det infektiøse lakseanæmivirus har seks tætpakkede alfa-helixer, der udgør N-domænet og ligner dem, der findes i stammer af influenza A. På den anden side af det fleksible hængsel, "albuen, " ligger C-domænet med fire alfa-helixer. Begge domæner har hydrofobe kerner for at stabilisere dem omkring hængslet, der kan variere med så meget som 40 grader.

Tao sagde, at have den komplette struktur af proteinet vil hjælpe forskerne med at bestemme, hvordan det og andre lignende det polymeriserer til en beskyttende skal og forbinder med membranen. "Ved at kende strukturen af ​​kun ét domæne, vi kunne ikke forstå, hvordan matrixproteiner interagerede med hinanden for at danne skallen, " sagde hun. "Interaktionen involverer begge domæner."

Hun sagde, at den fulde struktur også kunne give ledetråde til fremtidige antivirale midler mod influenza. En behandling, der retter sig mod M1, ville skulle finde og invadere de virusinficerede celler.

"Men hvis der er et kemikalie, der kan afbryde selvassocieringen af ​​M1-proteiner, det vil være meget nyttigt, " sagde Tao. "Jeg tror ikke, det betyder noget, hvilket domæne det binder, så længe det forhindrer skallen i at dannes. Dette kunne være et gyldigt mål."