Genome-wide analysis of protein-protein interactions and involvement of viral proteins in SARS-CoV-2 replication.
Genome-wide analysis of protein-protein interactions and involvement of viral proteins in SARS-CoV-2 replication.
复制标题
蛋白质与蛋白质相互作用以及病毒蛋白质参与 SARS-CoV-2 复制的全基因组分析
DOI：
10.1186/s13578-021-00644-y
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发表时间：
2021-07-22
影响因子：
7.5
通讯作者：
Peng X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang Y;Tong K;Yao R;Zhou Y;Lin H;Du L;Jin Y;Cao L;Tan J;Zhang XD;Guo D;Pan JA;Peng X
病毒蛋白相互作用的分析是揭示病毒蛋白功能和病毒蛋白复合物形成的分子机制的重要步骤。我们利用哺乳动物双杂交系统对SARS-CoV-2的所有蛋白质进行了蛋白质间相互作用的筛选。我们的研究发现了48种相互作用，其中14种是首次报道。与SARS-CoV的Nsp 1不同，SARS-CoV-2的Nsp 1在所有病毒蛋白中具有最多的相互作用伙伴，并且可能作为病毒蛋白的枢纽发挥作用。其中Nsp 1/Nsp3.1、Nsp3.1/N、Nsp3.2/Nsp 12、Nsp 10/Nsp 14和Nsp 10/Nsp 16这5种相互作用被确定为双向正相互作用。利用SARS-CoV-2的复制子报告基因系统，我们筛选了所有病毒Nsps对病毒复制的影响，发现Nsp3.1（Nsp 3的N端）对复制子报告基因的表达有显著的抑制作用。我们发现Nsp 3通过N端的酸性区域与N相互作用，而N通过富含碱性氨基酸的NTD与Nsp 3相互作用。此外，使用纯化的截短的N和Nsp 3蛋白，我们确定了Nsp 3和N蛋白之间的直接相互作用。我们的发现为理解冠状病毒蛋白的功能提供了基础，并支持相互作用作为抗病毒药物开发靶点的潜力。在线版本包含补充材料，可通过10.1186/s13578-021-00644-y获得。
Analysis of viral protein–protein interactions is an essential step to uncover the viral protein functions and the molecular mechanism for the assembly of a viral protein complex. We employed a mammalian two-hybrid system to screen all the viral proteins of SARS-CoV-2 for the protein–protein interactions. Our study detected 48 interactions, 14 of which were firstly reported here. Unlike Nsp1 of SARS-CoV, Nsp1 of SARS-CoV-2 has the most interacting partners among all the viral proteins and likely functions as a hub for the viral proteins. Five self-interactions were confirmed, and five interactions, Nsp1/Nsp3.1, Nsp3.1/N, Nsp3.2/Nsp12, Nsp10/Nsp14, and Nsp10/Nsp16, were determined to be positive bidirectionally. Using the replicon reporter system of SARS-CoV-2, we screened all viral Nsps for their impacts on the viral replication and revealed Nsp3.1, the N-terminus of Nsp3, significantly inhibited the replicon reporter gene expression. We found Nsp3 interacted with N through its acidic region at N-terminus, while N interacted with Nsp3 through its NTD, which is rich in the basic amino acids. Furthermore, using purified truncated N and Nsp3 proteins, we determined the direct interactions between Nsp3 and N protein. Our findings provided a basis for understanding the functions of coronavirus proteins and supported the potential of interactions as the target for antiviral drug development. The online version contains supplementary material available at 10.1186/s13578-021-00644-y.
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