PSMB4成熟链结构域中S146和M148位点对降解PRRSV非结构蛋白nsp1α的关键作用及其抗病毒机制研究

《Cellular and Molecular Life Sciences》：S146 and M148 within the mature chain domain of PSMB4 are crucial for degrading PRRSV nsp1α

编辑推荐：为解决PRRSV免疫逃逸机制不明的问题，华南农业大学团队通过酵母双杂交筛选发现33种与nsp1α互作的宿主蛋白，证实PSMB4通过其成熟链结构域特异性降解nsp1α抑制病毒复制，揭示了S146/M148位点的关键作用，为抗PRRSV药物设计提供了新靶点。

　　

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是全球养猪业最具破坏性的病原体之一，其高突变率和免疫逃逸特性导致现有疫苗保护效果有限。这种正链RNA病毒编码的非结构蛋白nsp1α通过干扰IRF3/7核转位、抑制TRIM25活性和阻断NF-κB信号通路等多种机制帮助病毒逃逸宿主免疫。然而，宿主细胞如何对抗这种免疫抑制蛋白仍知之甚少。华南农业大学的研究团队在《Cellular and Molecular Life Sciences》发表的研究，首次系统揭示了蛋白酶体系统关键组分PSMB4通过特异性降解nsp1α发挥抗PRRSV作用的结构基础。

研究采用酵母双杂交(Y2H)技术从猪肺组织cDNA文库中筛选出33个与nsp1α互作的宿主蛋白，包括胶原蛋白、泛素连接酶和免疫相关分子等。通过基因本体(GO)和KEGG分析发现这些蛋白主要参与细胞外基质组织、免疫系统调节和信号转导。其中，蛋白酶体β亚基PSMB4与nsp1α的相互作用经免疫共沉淀(Co-IP)和共聚焦显微镜验证确认。值得注意的是，PRRSV感染不影响PSMB4在Marc-145细胞和猪肺泡巨噬细胞(PAMs)中的表达水平。

关键技术方法包括：构建PRRSV CH-1a株nsp1α诱饵质粒进行Y2H筛选；通过Co-IP和免疫荧光验证蛋白互作；采用AlphaFold3预测蛋白结构并构建Z-docking模型；设计PSMB4截短突变体和点突变体进行功能验证；使用siRNA敲降和过表达实验分析PSMB4对病毒复制的影响。

研究结果显示，过表达PSMB4可剂量依赖性降低nsp1α蛋白水平，并显著抑制PRRSV N蛋白积累，而敲低PSMB4则促进病毒复制。通过结构预测和截短突变实验发现，PSMB4的成熟链结构域(46-250aa)是降解nsp1α的关键区域。AlphaFold3结构模拟结合PDBePISA界面分析鉴定出S146和M148两个关键氨基酸位点。虽然双位点突变体PSMB4(S146A/M148A)仍能与nsp1α结合，但其降解能力显著减弱，导致PRRSV复制抑制效果降低40%。

在讨论部分，作者指出该研究首次阐明PSMB4通过其成熟链结构域靶向降解nsp1α的分子机制。与既往报道不同，本研究发现PSMB4的N端前肽结构域也参与相互作用，这可能与使用的PRRSV毒株差异有关。研究还发现nsp1α与乳酸脱氢酶B链(LDHB)和聚(rC)结合蛋白1(PCBP1)等代谢和RNA加工蛋白互作，提示病毒可能通过这些蛋白调控宿主代谢和转录过程。特别值得注意的是，PSMB4介导的nsp1α降解不依赖自噬途径，而是通过蛋白酶体系统直接完成。

该研究的创新性在于：首次鉴定出PSMB4降解nsp1α的关键功能结构域；发现S146/M148位点对结合和降解的双重调控作用；为开发靶向PSMB4-nsp1α互作界面的抗PRRSV药物提供了精确的分子靶标。未来研究可进一步探索其他互作蛋白如CNDP2和REL^B在PRRSV免疫逃逸中的作用，以及PSMB4在不同PRRSV毒株中的保守性。这些发现不仅深化了对病毒-宿主相互作用的理解，也为控制PRRS这一重要动物疫病提供了新的干预策略。