最新科研成果

复旦大学及四川大学合作发现非洲猪瘟病毒易错DNA连接酶的关键位点残基，引起了极大关注。是否距离大家翘首以盼非洲猪瘟疫苗的问世又进了一步呢?

2019年1月23日，复旦大学甘建华、李继喜及四川大学/佐治亚州立大学黄震共同通讯等在Nature Communications 上发表题为“Structure of the error-prone DNA ligase of African swine fever virus identifies critical activesite residues”的文章，报道了四个独特的活性位点残基（AD结构域的Asn 153和Leu 211;OB结构域的Leu 402和Gln 403)对AsfvLIG的催化效率至关重要。

该研究用X-射线晶体学方法解析了AsfvDNAL与不同类型DNA复合物的结构，揭示了AsfvDNAL结合和催化底物连接的分子机制，为针对非洲猪瘟病毒DNA修复通路蛋白的药物设计提供了结构基础。

图1. AsfvDNAL与DNA底物复合物的晶体结构

ASFV病毒是一种独特的双链DNA病毒，既能感染野生猪，也能感染家猪。一旦爆发，将会导致近100％受感染猪的死亡。自1921年被发现以来，ASFV病毒受到了科研人员的广泛关注，但目前仍没有任何有效的疫苗被报道。ASFV病毒对全球多个国家和地区的猪饲养业都是一种巨大的威胁，并于2018年在中国首度爆发，导致了严重的经济损失。

ASFV病毒编码了多个蛋白，形成了一套完整的DNA修复通路。与通常的DNA修复通路不同，ASFV DNA修复通路中的DNA 聚合酶（AsfvPolX)和连接酶（AsfvDNAL)的保真性都非常低，在ASFV病毒基因组的修复和突变过程中均发挥了关键作用。本团队早期研究发现，AsfvPolX拥有一个独特的磷酸根识别位点，对其底物结合和催化活性十分关键（Plos Biology， 2017)。

本文主要讨论了AsfvDNAL。AsfvLIG由419个氨基酸组成，是迄今发现的最小的DNA连接酶之一，并且是迄今为止发现的最易出错的连接酶之一，它催化ASFV DNA修复过程中的DNA连接反应，在病毒基因组的诱变中起着重要作用。

AsfvLIG在中心有一个腺苷化结构域（AD)，在C端有一个OB折叠结构域（OB);AD和OB结构域在同源蛋白中都是保守的。除了AD和OB结构域外，许多DNA连接酶都有一个DNA结合域（DBD)，这对于底物结合和连接过程至关重要，而AsfvLIG的N端区域（NTD)与其他连接酶DBD结构域没有相似之处。

AsfvLIG包含四个独特的残基，包括AD域的Asn 153和Leu 211，以及OB结构域的Leu 402和Gln 403。虽然他们不参与直接催化过程，这些残基可能与其相应的NTD或DBD结构域协同工作，这些位点残基对缺口的识别和催化效率有着重要的意义。

该文章发现的4种独特的结构特征可以作为小分子设计的潜在靶点，这可能会损害ASFV的基因组修复，并有助于今后对抗这种病毒。

该项目得到了国家自然科学基金（31870721，31470724，31670878，21572146，21761132029)和中国重点研发项目（2016YFA0500600)，四川省重点研发项目（2018NZ0151)资助项目。