Structural Insights into the Interaction of Coronavirus Papain-Like Proteases and Interferon-Stimulated Gene Product 15 from Different Species.
Structural Insights into the Interaction of Coronavirus Papain-Like Proteases and Interferon-Stimulated Gene Product 15 from Different Species.
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DOI：
10.1016/j.jmb.2017.04.011
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发表时间：
2017-06-02
影响因子：
5.6
通讯作者：
Pegan SD
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Daczkowski CM;Dzimianski JV;Clasman JR;Goodwin O;Mesecar AD;Pegan SD
严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）编码多功能木瓜蛋白酶样蛋白酶（PLPs），其具有加工病毒多蛋白以促进RNA复制和拮抗宿主先天免疫应答的能力。后一种功能涉及逆转与泛素（Ub）或Ub样干扰素刺激的基因产物15（ISG 15）缀合的细胞蛋白的翻译后修饰。已知Ub在真核生物中高度保守，但令人惊讶的是，ISG 15在动物中高度不同。这种序列差异对冠状病毒PLPs在结构和生物化学水平上识别ISG 15的影响尚不清楚。因此，针对7种ISG 15评价了来自SARS-CoV、MERS-CoV和小鼠肝炎病毒的PLPs的活性，其中7种ISG 15来自对某些冠状病毒感染易感或不易感的动物物种。令人兴奋的是，我们的动力学，热力学和结构分析揭示了PLPs之间的一系列不同的偏好。在这些研究中，首次深入了解了冠状病毒PLP通过SARS-CoV PLpro与人ISG 15（hISG 15）和小鼠ISG 15 s（mISG 15 s）的主要结合结构域的复合物与ISG 15的界面。全长mISG 15蛋白的第一个X射线结构也被报道，并突出了ISG 15的一个独特的，扭曲的铰链区，在hISG 15中不保守，这表明在差异识别中的潜在作用。总之，这些新信息提供了对所观察到的冠状病毒PLPs之间不同特异性的结构和生化理解，并解决了PLPs如何与来自各种物种的ISG 15相互作用的关键差距。冠状病毒PLP具有免疫调节去遍在蛋白/去ISGylating活性。不同物种的ISG 15与PLPs具有不同的结合特征。具有ISG 15结构域的PLPs的新结构暴露了不同的结合方向。全长mISG 15的结构揭示了与hISG 15的总体差异。ISG 15变异影响PLP功能和潜在的宿主免疫应答。
Severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) and Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) encode multifunctional papain-like proteases (PLPs) that have the ability to process the viral polyprotein to facilitate RNA replication and antagonize the host innate immune response. The latter function involves reversing the post-translational modification of cellular proteins conjugated with either ubiquitin (Ub) or Ub-like interferon-stimulated gene product 15 (ISG15). Ub is known to be highly conserved among eukaryotes, but surprisingly, ISG15 is highly divergent among animals. The ramifications of this sequence divergence to the recognition of ISG15 by coronavirus PLPs at a structural and biochemical level are poorly understood. Therefore, the activity of PLPs from SARS-CoV, MERS‐CoV, and mouse hepatitis virus was evaluated against seven ISG15s originating from an assortment of animal species susceptible, and not, to certain coronavirus infections. Excitingly, our kinetic, thermodynamic, and structural analysis revealed an array of different preferences among PLPs. Included in these studies is the first insight into a coronavirus PLP’s interface with ISG15 via SARS-CoV PLpro in complex with the principle binding domain of human ISG15 (hISG15) and mouse ISG15s (mISG15s). The first X-ray structure of the full-length mISG15 protein is also reported and highlights a unique, twisted hinge region of ISG15 that is not conserved in hISG15, suggesting a potential role in differential recognition. Taken together, this new information provides a structural and biochemical understanding of the distinct specificities among coronavirus PLPs observed and addresses a critical gap of how PLPs can interact with ISG15s from a wide variety of species. Coronavirus PLPs possess immune modulating deubiquitinating/deISGylating activity. Different species' ISG15s have different binding characteristics with PLPs. New structures of PLPs with an ISG15 domain expose different binding orientations. A structure of full-length mISG15 reveals overall differences from hISG15. ISG15 variation affects PLP function and potentially host immune responses.
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影响因子：
16
作者：
Békés M;van der Heden van Noort GJ;Ekkebus R;Ovaa H;Huang TT;Lima CD
通讯作者：
Lima CD
DOI：
10.1038/nrmicro2147
发表时间：
2009-06
期刊：
Nature reviews. Microbiology
影响因子：
--
作者：
通讯作者：
--
SARS冠状病毒蛋白酶样蛋白酶的ISG15和泛素识别的选择性。
影响因子：
3.9
作者：
Lindner HA;Lytvyn V;Qi H;Lachance P;Ziomek E;Ménard R
通讯作者：
Ménard R
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
5.4
作者：
Harcourt, BH;Jukneliene, D;Baker, SC
通讯作者：
Baker, SC