2022年8月8日,郝碧芳副研究员在美国微生物学会旗下的Microbiology Spectrum (IF: 9.043,Q1)发表了题为“The Bombyx mori Nucleopolyhedrovirus GP64 Retains the Transmembrane Helix of Signal Peptide to Contribute to Secretion across the Cytomembrane”的研究论文。
家蚕核型多角体病毒(BmNPV)是蚕桑生产中危害最严重的病毒病,家蚕是BmNPV的唯一自然宿主。GP64是介导BmNPV感染的关键膜融合蛋白,属于type I跨膜蛋白,其在病毒感染过程中被表达分泌到细胞膜上,而后在病毒出芽过程中被组装到病毒囊膜上,介导芽生型病毒粒子系统性感染昆虫。信号肽是引导膜蛋白进入内质网-高尔基体分泌途径的一段短肽,其通常在完成易位后被内质网中的信号肽酶切除,而后膜蛋白继续表达分泌。该研究首次报道BmNPV病毒粒子上的GP64保留信号肽,这是目前首个发现的有信号肽酶识别位点、但信号肽不切割的膜蛋白,并将其定义为type Ib跨膜蛋白。研究同时揭示信号肽逃避宿主信号肽酶切割的独特机制;GP64信号肽中较长的n区存在使信号肽酶的识别位点位于α-helix结构,这个螺旋结构阻止信号肽酶与信号肽的结合,进而抑制信号肽酶的切割作用。研究进一步研究阐明GP64保留其信号肽的作用机制,研究发现信号肽中的α-helix是GP64跨越细胞膜转运的关键结构,破坏α-helix结构导致信号肽被切除,进而导致GP64失去细胞膜定位的能力,降低病毒感染性。
图1 BmNPV GP64信号肽逃避宿主信号肽酶切割机制模式图
该团队多年来潜心于BmNPV感染机制研究,先后取得系列创新性研究成果,本研究与前期系列研究结果表明BmNPV是一种较为特殊的杆状病毒,而GP64信号肽不发生切割是BmNPV特殊性的关键原因,GP64信号肽的保留赋予BmNPV更强的毒性(10.1128/Spectrum.01725-21)。相关研究成果为深入理解BmNPV感染特性奠定扎实基础,并为家蚕抗病毒研究提供信息。
该研究得到国家自然科学基金面上项目(32172796, 31670152)的资助。
论文链接:The Bombyx mori Nucleopolyhedrovirus GP64 Retains the Transmembrane Helix of Signal Peptide to Contribute to Secretion across the Cytomembrane | Microbiology Spectrum (asm.org)