國家蛋白質科學研究（上海）設施五線六站用戶天津大學生命科學學院教授楊海濤團隊在寨卡病毒研究中取得最新突破性成果，該成果于7月18日發(fā)表在國際學術期刊《蛋白質與細胞》（Protein & Cell）上。

　　目前，在南美洲和拉丁美洲肆虐的寨卡病毒越來越引起人們的重視和廣泛關注。寨卡病毒感染除了能夠造成新生兒小頭畸形，還能引發(fā)格林-巴利綜合征。后者是一種嚴重的神經系統(tǒng)疾病，能導致患者癱瘓甚至死亡。雖然寨卡病毒現(xiàn)在已幾乎家喻戶曉，但其復制的過程及機理仍然是個未解之謎。

　　近日，天津大學楊海濤團隊揭開了寨卡病毒復制的奧秘。病毒復制幾乎都需要一種被稱之為“解旋酶”的蛋白質。寨卡病毒解旋酶是一種“馬達”蛋白，它通過水解三磷酸核苷將化學能轉換為機械能，從而實現(xiàn)對雙鏈核酸的解鏈功能。病毒只有將雙鏈核酸解鏈后，才能將單鏈遺傳物質進行復制，實現(xiàn)增殖。利用X光單晶衍射技術，該科研團隊在原子分辨率水平解析了寨卡病毒解旋酶、三磷酸腺苷（ATP）和金屬催化離子形成的三元復合物的空間結構。在研究過程中，科學家們成功捕捉到了寨卡病毒解旋酶結合ATP以及金屬離子的中間態(tài)。這也是首次捕捉到黃病毒屬（包括登革熱病毒、黃熱病毒、西尼羅病毒等）的解旋酶結合其天然底物ATP的中間體。通過對這一精細結構的分析，科學家們揭示了寨卡病毒解旋酶如何識別ATP和金屬催化離子的精確機制。

　　為了探究寨卡病毒與其他黃病毒屬成員在復制機制上的差異，科學家們又解析了寨卡病毒解旋酶結合其自身基因組RNA的復合物三維結構�？茖W家們發(fā)現(xiàn)寨卡病毒解旋酶在結合RNA后因為其結構域發(fā)生旋轉運動，會引發(fā)較大的構象變化。更令科學家們吃驚的是，寨卡病毒解旋酶的這種構象變化與登革熱病毒解旋酶截然不同。通過這一現(xiàn)象，科學家們認為黃病毒屬解旋酶在進化過程中演化出一種保守的分子“馬達”，它可以通過水解三磷酸核苷將化學能轉變?yōu)闄C械能，用于實現(xiàn)病毒復制過程中的“解鏈”；然而利用不同的“運動”模式，各種病毒的解旋酶又可以差異性地識別自身的基因組RNA，用于滿足不同病毒復制的需要。在這一過程中，大自然巧妙地將“趨同”和“趨異”這兩種進化模式高度統(tǒng)一起來。

　　因為寨卡病毒疫情在全球范圍內迅速擴散，所以國際上眾多科學家紛紛開展針對其復制機理和藥物開發(fā)的相關研究。楊海濤團隊利用國家蛋白質科學研究（上海）設施的蛋白質微晶體實驗站（BL18U1）和復合物晶體結構實驗站（BL19U1），并在線站工作人員積極參與和支持下，收集了一系列寨卡病毒解旋酶及其復合物的高分辨率晶體學數據。天津大學的研究團隊利用國家蛋白質科學研究（上海）設施收集的數據，解析出了寨卡病毒解旋酶、解旋酶-三磷酸腺苷（ATP）-金屬催化離子形成的三元復合物，以及寨卡病毒解旋酶和基因組RNA復合物的三維空間結構，率先揭示了寨卡病毒復制過程中這一關鍵步驟的分子機制。我國蛋白質科學研究（上海）設施在寨卡病毒的復制機理研究中扮演了重要角色，其產生的科研成果將促進抗寨卡病毒的藥物研發(fā)，抵御該病毒在全球范圍內的巨大威脅。