蜜蜂以色列急性麻痹病毒聚合酶及其蛋白引物VPg复合物的结构与功能研究

Israeli acute paralysis virus (IAPV) is a single-stranded positive sense RNA virus from Dicistroviridae family, and the honeybee-infecting virus is related to Colony Collapse Disorder (CCD), posing a threat to apiculture and pollination. Although the studies on world epidemic, distribution, and evolution of IAPV were progressed, the fundamental research, especially the key replication protein-polymerase, was left far behind, hindering the investigation on virus replication and prevention. In the sequence analysis and initial crystal screen assay, we identified dicistrovirus specific polymerase characters and obtained an IAPV polymerase crystallization condition. Based on this, we seek to solve the crystal structures of IAPV polymerase and its complex with the protein primer VPg, characterize its enzymatic properties, and reveal its structure-and-function relationship. The expected results will not only provide a theoretical basis for the pathogenesis of dicistrovirus, but also furnish technical support for antiviral drug development targeting polymerase.

蜜蜂以色列急性麻痹病毒（IAPV）是属于双顺反子病毒科的单股正链RNA病毒，感染后可引起蜂群崩溃，严重威胁着养蜂业与授粉产业的健康发展。虽然IAPV的世界流行、分布与进化研究取得了较大进展，但是包括复制核心蛋白聚合酶在内的基础研究极为滞后，阻碍着对该病毒复制机制和病害防控的研究。通过对IAPV聚合酶深入分析，我们发现以IAPV为代表的双顺反子病毒聚合酶具有不同于其他RNA病毒聚合酶的序列特征，并且在预实验中我们筛选到了IAPV聚合酶的结晶条件。在此基础上，我们将采用X射线晶体学方法解析IAPV聚合酶及其蛋白引物VPg复合物的三维结构，通过生物化学手段研究该聚合酶的催化特征，最终阐释聚合酶在IAPV致病过程中的作用与功能。这不仅为IAPV及同类蜜蜂病毒的致病机制提供了理论指导，也为深入开展抗病毒药物开发提供技术支持。

蜜蜂以色列急性麻痹病毒（IAPV）是蜂群崩溃症（Colony Collapse Disorder，CCD）的重要诱因，给养蜂业和农业生产造成严重的影响。本项目旨在阐明IAPV依赖RNA的RNA聚合酶（RdRP）的结构特征与催化特性。在本项目的资助下完成了IAPV病毒RdRP两种截短体三维结构的解析，并建立起一套完整的体外生化表征体系。通过结构解析与分析发现IAPV RdRP采用经典的单股正链RNA病毒RdRP的杯状右手模型，但也存在一些具有种属特异性的区域。随后通过酶活表征实验对一些关键的分子间相互作用界面及关键区域进行了功能表征。相关研究成果阐明了IAPV RdRP的结构特征与催化特性，为后续研究奠定了良好基础，并为开发靶向聚合酶的干预策略提供新思路。

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