人类巨细胞病毒（HCMV）基因组包装关键蛋白pUL52的相互作用网络研究

《Journal of Virology 4.0》：Interaction of human cytomegalovirus pUL52 with major components of the viral DNA encapsidation network underlines its essential role in genome cleavage-packaging

本研究揭示了人类巨细胞病毒（HCMV）基因组包装过程中关键蛋白pUL52的相互作用网络，为抗病毒药物研发提供了新靶点（HCMV）

　　人类巨细胞病毒（HCMV）是一种对免疫缺陷患者和新生儿具有严重威胁的病原体。其基因组包装过程是病毒生命周期中的关键环节，但目前对该过程的理解尚不完全。本研究通过多种先进的蛋白质组学技术，深入探究了HCMV基因组包装过程中关键蛋白pUL52的相互作用网络，揭示了其与多个病毒蛋白的直接和间接相互作用，为开发新型抗HCMV药物提供了重要的理论基础。

研究背景

人类巨细胞病毒（HCMV）是β-疱疹病毒科的原型成员，其基因组是所有哺乳动物DNA病毒中最大的。HCMV感染可能导致免疫缺陷患者出现严重疾病，并且是新生儿先天性畸形的最常见病毒性原因。HCMV基因组的复制和包装过程复杂，涉及多个病毒蛋白的协同作用。其中，pUL52蛋白在基因组包装过程中发挥着关键作用，但其与其他病毒蛋白的具体相互作用机制尚不清楚。

研究方法

研究人员利用HCMV的突变体，结合生物素依赖的邻近标记（BioID）、亲和纯化和交联质谱（XL-MS）等三种互补的蛋白质组学技术，全面分析了pUL52在感染细胞中的相互作用蛋白。通过免疫印迹等方法对这些相互作用进行了验证，揭示了pUL52与多个病毒DNA相关蛋白和关键基因组包装蛋白的相互作用。

研究结果

研究发现，pUL52与HCMV基因组包装过程中多个关键蛋白存在直接相互作用，包括末端酶亚单位pUL56和pUL89以及通道蛋白pUL104。这些相互作用对于HCMV基因组的切割和包装至关重要。此外，pUL52还与多个病毒DNA结合蛋白存在空间上的接近性，如IE1、IE2和pUL44，但这些蛋白与pUL52之间可能不形成稳定的复合物。

研究意义

本研究首次系统地揭示了pUL52在HCMV基因组包装过程中的相互作用网络，为理解HCMV基因组包装机制提供了新的视角。这些发现不仅有助于深入理解HCMV的感染机制，还为开发针对HCMV基因组包装过程的新型抗病毒药物提供了潜在的靶点。

研究细节

• 细胞和病毒：研究使用了人成纤维细胞（HFFs）和hTERT-RPE-1细胞，感染了基于HCMV实验室菌株AD169的多种突变体病毒。
• 质粒构建：研究人员构建了多种质粒，用于表达带有不同标签的pUL52蛋白，以便进行后续的蛋白质相互作用研究。
• BAC突变和病毒重建：通过同源重组技术在大肠杆菌中生成了多种HCMV BAC突变体，并在HFF细胞中重建了病毒。
• HA和Streptactin拉下实验：通过HA和Streptactin拉下实验，研究人员从感染细胞中富集了与pUL52相互作用的蛋白，并通过质谱分析进行了鉴定。
• BioID实验：利用生物素标记技术，研究人员在活细胞中对pUL52的邻近蛋白进行了标记，并通过质谱分析鉴定出与pUL52相互作用的蛋白。
• 质谱分析：通过液相色谱-质谱（LC-MS）技术，研究人员对富集的蛋白进行了定量分析，确定了与pUL52相互作用的病毒蛋白。
• 交联质谱分析：通过化学交联技术，研究人员进一步验证了pUL52与末端酶亚单位和通道蛋白之间的直接相互作用。
• 免疫共沉淀实验：研究人员还通过免疫共沉淀实验验证了pUL52与末端酶亚单位和通道蛋白之间的相互作用。
• 免疫荧光显微镜实验：通过免疫荧光显微镜观察，研究人员发现pUL52主要定位于细胞核内的复制区（RCs），与末端酶亚单位共定位。

结论

本研究通过多种蛋白质组学技术，全面揭示了HCMV基因组包装过程中关键蛋白pUL52的相互作用网络。这些发现为理解HCMV的感染机制提供了新的视角，并为开发针对HCMV基因组包装过程的新型抗病毒药物提供了潜在的靶点。未来的研究将进一步探索这些相互作用的分子机制，并基于这些发现开发新的抗HCMV治