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锌指抗病毒蛋白(Zinc finger antiviral protein,ZAP)是通过高通量功能基因组筛选得到的抗病毒蛋白,能够抑制鼠白血病病毒、部分甲病毒属病毒和丝状病毒的复制。ZAP与靶病毒RNA结合并招募exosome实现mRNA的降解。RNA解旋酶p72也有助于ZAP功能的实现。本文通过两种策略探讨ZAP的作用机制:一方面构建一系列ZAP突变体来研究ZAP的结构和功能;另一方面分析ZAP相关蛋白对ZAP功能的影响。
首先,以同样具有抗病毒功能的ZAPN端1-254aa与Zeo的融合蛋白NZAP-zeo为研究模型,通过丙氨酸替代方法对NZAP-zeo的NZAP编码区随机引入一系列突变。功能分析发现对N末端和锌指结构域某些位点的突变会削弱或丧失ZAP的抗病毒功能。随后分析了功能受显著影响NZAP-zeo突变体的各项特征:经免疫荧光分析,所有突变体的亚细胞定位未受影响,在免疫共沉淀和pulldown实验中,与exosome的相互作用也没有明显变化。体外RNA结合实验证明N末端突变体Nm3和锌指区域的Nm63与靶mRNA的结合能力显著变弱,说明这两个位点参与了ZAP与靶RNA结合。锌指结构域突变的Nm63,Nm83和Nm133与p72之间的相互作用也受到显著影响,说明锌指结构域除了作为RNA结合重要结构域外也是重要的蛋白相互作用结构域。
同时,作者还研究了Trim25蛋白与ZAP之间的关系。免疫共沉淀试验证明ZAP与Trim25通过RNA依赖的方式相互作用,共同存在于一个复合体中。低浓度过表达Trim25时能促进ZAP的抗病毒功能,高浓度过表达Trim25时抑制ZAP的功能。shRNA敲低内源Trim25后,ZAP的功能降低到正常水平的1/3,同时表达不受shRNA影响的Trim25m后,能回复ZAP的功能。加入蛋白酶体抑制剂MG132能削弱ZAP的功能,说明泛素蛋白酶体途径参与ZAP的功能。