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登革热威胁全球健康，治疗手段有限。为探究登革病毒（DENV）非结构蛋白 5（NS5）与启动子茎环 A（SLA）的相互作用机制，研究人员开展相关研究。结果表明，DENV2 NS5 以闭合构象结合 SLA，该成果为抗病毒策略提供关键见解。
登革热，这个由登革病毒（DENV）引发的全球性公共卫生难题，正以迅猛之势在热带和亚热带地区蔓延。据统计，每年约有 4 亿人感染登革病毒，超过 25 亿人生活在受威胁区域。目前，针对登革热的治疗手段极为有限，虽然疫苗研发取得了一些进展，但市场上仍缺乏有效的治疗药物。这使得深入了解登革病毒的复制机制，寻找新的抗病毒靶点变得刻不容缓。
在这样的背景下，美国马里兰大学巴尔的摩分校药学院等研究机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《npj Viruses》上。他们聚焦于登革病毒非结构蛋白 5（NS5）与启动子茎环 A（SLA）的相互作用，致力于揭示这一过程的结构动力学，为开发新型抗病毒药物提供理论依据。
研究人员运用了多种关键技术方法。表面等离子共振（SPR）用于测定蛋白与 RNA 的结合亲和力；氢氘交换质谱（HDX-MS）探索结合位点和构象变化；结合蛋白 - RNA 对接、分子动力学（MD）模拟和基于 HDX 的系综重加权（HDXer）构建模型；冷冻电镜（cryoEM）单颗粒分析确定复合物结构。
下面来看具体的研究结果。
- DENV2 NS5 与茎环 A（SLA）的结合：通过 SPR 研究发现，NS5 的甲基转移酶（MTase）和 RNA 依赖的 RNA 聚合酶（RdRp）结构域均可独立结合 SLA，且 RdRp 结构域亲和力更高。但全长 NS5 与 SLA 结合时，两个结构域协同作用，亲和力提高 10 倍。电迁移率变动分析（EMSA）和动态光散射（DLS）研究进一步证实了 NS5 - SLA 复合物的 1:1 化学计量比和均一性。
- 利用 HDX - MS 绘制 SLA 在 DENV2 NS5 上的结合界面：HDX - MS 研究显示，SLA 结合后，MTase 结构域、RdRp 的指状延伸区和拇指亚结构域的部分肽段受到保护，而 RdRp 的指状和掌状亚结构域部分肽段发生去保护。这表明这些区域参与了 SLA 的结合，且与 DENV3 NS5 - SLA 的冷冻电镜结构中结合界面区域相符。
- DENV2 NS5 - SLA 相互作用的构象动力学：HDX - MS 实验观察到一些区域呈现 EX1 交换动力学特征的双峰同位素分布，SLA 结合对不同肽段的 EX1 交换动力学有不同影响。如 MTase 结构域中部分肽段在 SLA 存在时，双峰同位素分布出现时间延迟；RdRp 结构域中部分肽段的 EX1 动力学在 SLA 结合后变缓或加快。这说明 SLA 结合诱导了 NS5 的构象变化。
- DENV2 NS5 - SLA 复合物的建模和基于 HDX 的对接构象优化：使用 HADDOCK 对 DENV2 NS5 - SLA 复合物进行建模，并通过 HDXer 基于 HDX - MS 数据对模型评分和优化。结果表明，apo DENV2 NS5 在溶液中更倾向于闭合构象，SLA 结合有利于这种闭合构象。
- DENV2 NS5 - SLA 复合物的冷冻电镜结构：冷冻电镜单颗粒分析获得了 DENV2 NS5 - SLA 复合物 3.59 ? 分辨率的结构。与 DENV3 NS5 - SLA 结构相似，SLA 以 V 形结构与 NS5 的 MTase 和 RdRp 拇指结构域结合，表明 SLA 与 NS5 的结合方式在不同登革病毒血清型中具有保守性。
研究结论和讨论部分指出，虽然 DENV2 NS5 有多种晶体结构以开放构象存在，但 apo DENV2 NS5 在溶液中主要以闭合构象存在，且这种构象有利于与 SLA 结合，该结合机制在各血清型中可能保守。HDX - MS 研究揭示了 SLA 与 NS5 结合的构象动力学，涉及的构象重排可能与 NS5 的多种功能相关。不过，HDX - MS 研究存在局限性，未来需通过定点突变实验进一步验证。冷冻电镜研究虽表明 SLA 与不同登革病毒 NS5 血清型的结合方式相似，但仍需更多数据提高分辨率以明确残基特异性差异。总体而言，该研究为理解登革病毒 NS5 的复杂构象和功能提供了重要信息，为开发靶向 NS5 的抗病毒药物开辟了新途径。
