以冷凍電顯技術揭開痘病毒蛋白質複合體結構的獨特性
發布時間: 2026-01-29
「膜融合」是病毒入侵細胞的關鍵。與多數病毒依賴第I–III類融合蛋白不同,痘病毒透過複雜的蛋白質複合體(EFC)進行膜融合。中研院分子生物研究所張雯研究員,攜手本院生化所、化學所,以及臺灣大學獸醫系的跨領域研究團隊,利用接近原子等級的高解析度冷凍電子顯微技術,成功解析痘病毒EFC的結構。研究顯示EFC是一個由15個蛋白質組成的不對稱複合體,呈現三層結構。核心為A16/G9/J5異源三聚體,透過保守的PXXCW與Delta基序維持結構穩定性。核心兩側則包覆A28/H2構成的蛋白質二聚體,以及由G3/L5/A21/O3構成的四聚體支架。
透過結構與演化分析發現,A16的N端具有一個保守結構域,其中包含肉豆蔻醯基(myristoyl)的結合口袋,以及富含苯丙胺酸的區域,是穩定核心三聚體與調控病毒與脂質結合的關鍵。此外,另一個融合蛋白質的成分F9,透過Delta基序與J5、A21和H2結合,大幅增強了EFC在融合前的結構穩定性。此研究定義了痘病毒EFC為獨特的多蛋白融合模式,為理解痘病毒入侵與膜融合機制建立了結構基礎。
此研究由中研院因應流行病研究計畫及國科會支持。共同第一作者為分生所博後林張聖彙博士、研究助理李晴安,通訊作者為分生所張雯研究員與博後林張聖彙博士。研究成果已於2026年1月14日發表於國際期刊《科學前緣》(Science Advances),並獲選為亮點宣傳論文。
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以冷凍電顯技術揭開痘病毒蛋白質複合體結構的獨特性
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本圖片展示了痘病毒膜融合複合物 EFC 以及EFC+F9 (左圖: EFC; 右圖:EFC+F9) 的冷凍電顯結構,揭示了一種多蛋白質組成的fusion machinery。此膜融合複合物由15個蛋白質組成:A16、G9和J5各一個構成central trimer,A28和H2各兩個分布在central trimer的兩側,以及兩組G3、L5、A21和O3各別分布於EFC結構的最外圍。EFC結構的大小約210Å × 137Å × 108Å,整體結構像是一束花:跨膜螺旋體形成束狀的花莖,而膜外結構域向外延伸,如盛開的花朵。(圖片來源:中央研究院)
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