伊波拉病毒的VP40蛋白透過結構重組在病毒生命週期中扮演不同角色

論文：Bornholdt, Z.A., et al. Cell 154, 763-774 (2013).

報告者：尹睿婕                  時間：13:10~14:00, Oct.15, 2014

講評老師：羅玉枝老師      地點：Room 601

摘要

伊波拉病毒感染人類後可導致嚴重的伊波拉病毒出血熱且具有高死亡率，但至今仍缺乏有效的疫苗及治療方式。伊波拉病毒的基因組可編碼七個結構蛋白，其中VP40蛋白為主要的基質蛋白，其可調控基質的組裝及病毒的出芽作用。此外，伊波拉病毒的VP40蛋白的結晶結構顯示其對於調控病毒的轉錄、病毒被運送到細胞膜等亦扮演重要的角色。作者透過結晶學分析VP40蛋白所形成之多種結晶，證實相同蛋白但不同的結構在病毒生命週期中扮演不同的角色。VP40蛋白可幫助伊波拉病毒基質的組裝並引發病毒顆粒的出芽作用。但有關VP40蛋白是如何引發基質的組裝及病毒的出芽作用，其作用的機制及結構的變化仍不是很清楚。本文中，作者發現VP40蛋白在溶液中是以二聚體的形式存在，此構型對於基質的組裝及病毒的出芽作用扮演關鍵的角色。再者，作者亦透過免疫螢光分析及透射電子顯微鏡觀察病毒基質的組裝。他們發現VP40二聚體的構型主要功能在於調控其被帶到細胞膜並進一步透過C端結構域之交互作用以形成絲狀結構。絲狀結構會與細胞膜產生交互作用，透過靜電的作用力形成六聚體的構型。六聚體會進一步形成多層的結構，此結構對於病毒基質的組裝很重要。此外，作者亦發現VP40蛋白會形成八聚環的構型，此構型會影響病毒的轉錄。總結，作者發現VP40蛋白可藉由結構重組形成不同的構型，不同的構型在病毒的生命週期中扮演不同的角色。此發現可提供未來發展新的治療策略，作者認為可透過阻斷或破壞VP40蛋白的構型以達到抑制病毒基質的組裝及病毒顆粒的出芽作用的效果。

參考資料

1.       Adu-Gyamfi, E., Digman, M.A., Gratton, E. & Stahelin, R.V. Investigation of Ebola VP40 assembly and oligomerization in live cells using number and brightness analysis. Biophysical journal 102, 2517-2525 (2012)

2.       Hoenen, T., et al. Oligomerization of Ebola virus VP40 is essential for particle morphogenesis and regulation of viral transcription. Journal of virology 84, 7053-7063 (2010)