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小鼠肝炎病毒MHV-A59与SARS冠状病毒同属于第二类冠状病毒。这类病毒在进化过程中形成了一套逃避宿主天然免疫系统攻击的机制,有利于其顺利感染宿主并大量的增殖。我们曾利用MHV-A59作为模型研究发现,MHV-A59非结构蛋白3(nsp3)的主要活性部位--木瓜蛋白酶样水解酶结构域PLP2具有很强的去泛素化酶活性,可以与IRF3相互作用并且影响其泛素化过程,从而很强的抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活。
在本研究中,我们进一步发现,PLP2同样可以作用于IRF3上游的激酶分子TBK1。过表达PLP2能够降低TBK1的泛素化水平以及激酶活性,从而抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活。PLP2对TBK1的去泛素化作用以及激酶活性抑制作用同样存在于TRAF3缺失的细胞中。这证明,虽然PLP2可以使多个蛋白去泛素化,但对TBK1的直接作用已经足够抑制其下游分子IRF3的激活。进一步的体外激酶活性实验也证实了这一观点。值得注意的是,许多病毒能够编码特定的蛋白用以干扰天然免疫信号通路中分子间的相互作用,但MHV-A59 PLP2却有所不同。过表达实验以及病毒感染实验均证明该蛋白(含有该结构域的病毒蛋白)的存在能够使TBK1与IRF3的复合体更加稳固。但由于去泛素化的TBK1和(或)IRF3的活性降低,磷酸化程度较低的IRF3更加难以从该复合体上解离并向细胞核内转移。以上结果说明,带有去泛素化酶活性的PLP2可能同时作用于TBK1和IRF3并降低这两个分子的活性,阻碍IRF3入核行使转录功能,从而抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活。对PLP2去泛素化功能的研究为SARS等冠状病毒相关疾病的治疗提供了新的思路。
另外我们还发现,在Ⅰ型干扰素信号通路激活时,TBK1除了磷酸化激活IRF3的转录活性以外,同时也能够磷酸化泛素连接酶RBCK1。RBCK1的泛素连接酶活性对天然免疫信号通路具有抑制作用。TBK1对RBCK1的磷酸化直接导致RBCK1泛素连接酶活性的降低以及自身蛋白量的增多,使得宿主能够在病毒感染的第一时间解除天然免疫信号通路中固有的抑制作用,从而最大程度地激活宿主的抗病毒反应。