Function and Mechanism of Viperin, a radical SAM antiviral protein

自由基SAM抗病毒蛋白Viperin的功能和机制

基本信息

项目摘要

Viral infections of all kinds continue to represent major public health challenges and demand new therapeutic strategies. Viperin (virus-inhibitory protein, endoplasmic reticulum associated, interferon (IFN) inducible), a member of the radical S-adenosylmethionine (RS) superfamily of enzymes, is an interferon inducible protein that inhibits the replication of a remarkable range of viruses, including Chikungunya virus, Bunyamwera virus, Tick-born encephalitis virus, influenza A virus, human cytomegalovirus, West Nile virus, hepatitis C virus, sindbis virus, Japanese encephalitis virus, HIV and numerous other DNA and RNA viruses. Viperin has been suggested to elicit these far-reaching antiviral activities through interaction or co-localization with a large number of functionally unrelated host and viral proteins. All of these interactions are based on indirect methods (e.g., yeast-two-hybrid and immunoprecipitation), and none have been validated by direct biochemical approaches. The mechanisms underlying viperin’s sweeping antiviral activity remain enigmatic and it is unclear how a single protein (i.e., viperin) can participate in such a broad playlist of interactions to inhibit this wide array of viruses. Instead, we favor a more general mechanistic explanation for these antiviral activities; one that involves a viperin-mediated enzymatic transformation that modulates specific cellular processes common to all of these viruses. We demonstrate that, contrary to all previous work, viperin converts cytidine triphosphate (CTP) to a novel CTP-related triphosphate via an S-adenosylmethionine (SAM)-dependent radical mechanism analogous to other members of the RS superfamily. The in vivo function of this new molecules remains to be defined; but may include 1) selective “poisoning” of viral RNA and DNA polymerases, 2) modulation/inhibition of cytidylyl transferases, which use CTP as a substrate, and are required for lipid biosynthesis (e.g., phosphatidylethanolamine, phosphatidylcholine) and 3) a role as a novel signaling molecule. All of these possibilities would provide a unified mechanism for viperin antiviral function, as each proposed mechanism relies on the radical-based enzymatic properties of viperin to modulate fundamental processes (replication, membrane dynamics and signaling) critical to all viral species. Our Specific Aims are: Aim 1: Unambiguously define the structure of the new CTP-derived molecule and the mechanistic details of its production. Aim 2: Determine the in vivo role of the CTP-derived molecule. Aim 3: Determine the X-ray structures of viperin alone, with substrate and with product.
各种病毒感染仍然是重大的公共卫生挑战,需要新的治疗方法 策略。 Viperin(病毒抑制蛋白,内质网相关蛋白,干扰素 (IFN) 诱导型), 自由基 S-腺苷甲硫氨酸 (RS) 酶超家族的成员,是一种干扰素诱导蛋白 抑制多种病毒的复制,包括基孔肯雅病毒、布尼亚姆维拉病毒、 蜱传脑炎病毒、甲型流感病毒、人类巨细胞病毒、西尼罗河病毒、丙型肝炎病毒、 辛德比斯病毒、日本脑炎病毒、HIV 和许多其他 DNA 和 RNA 病毒。蝰蛇已经 建议通过与大量的相互作用或共定位来引发这些深远的抗病毒活性 功能上不相关的宿主和病毒蛋白的数量。所有这些相互作用都是基于间接方法 (例如,酵母双杂交和免疫沉淀),并且没有经过直接生化验证 接近。 viperin 全面抗病毒活性的机制仍然是个谜,尚不清楚 单个蛋白质(即蝰蛇蛋白)如何参与如此广泛的相互作用播放列表以抑制这种广泛的相互作用 病毒阵列。相反,我们赞成对这些抗病毒活性进行更普遍的机械解释。一 涉及蝰蛇蛋白介导的酶促转化,调节常见的特定细胞过程 对于所有这些病毒。 我们证明,与之前的所有工作相反,viperin 将胞苷三磷酸 (CTP) 转化为 通过 S-腺苷甲硫氨酸 (SAM) 依赖性自由基机制实现新型 CTP 相关三磷酸 与 RS 超家族的其他成员类似。这种新分子的体内功能仍然存在 待定义;但可能包括 1) 病毒 RNA 和 DNA 聚合酶的选择性“中毒”,2) 胞苷酰转移酶的调节/抑制,其使用 CTP 作为底物,并且是脂质所必需的 生物合成(例如磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱)和 3) 作为新型信号传导的作用 分子。所有这些可能性将为 viperin 抗病毒功能提供一个统一的机制,因为每个 所提出的机制依赖于蝰蛇蛋白基于自由基的酶特性来调节基本 对所有病毒物种都至关重要的过程(复制、膜动力学和信号传导)。我们的具体目标是: 目标 1:明确定义新的 CTP 衍生分子的结构和机制 其生产细节。 目标 2:确定 CTP 衍生分子的体内作用。 目标 3:确定蝰蛇蛋白单独、与底物和产物的 X 射线结构。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

STEVEN C. ALMO其他文献

STEVEN C. ALMO的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('STEVEN C. ALMO', 18)}}的其他基金

Amplifying and Redirecting CMV-specific CD8 T cells to provide sustained control of HIV infection
扩增和重定向 CMV 特异性 CD8 T 细胞以持续控制 HIV 感染
  • 批准号:
    10834306
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Amplifying and Redirecting CMV-specific CD8 T cells to provide sustained control of HIV infection
扩增和重定向 CMV 特异性 CD8 T 细胞以持续控制 HIV 感染
  • 批准号:
    10548600
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Amplifying and Redirecting CMV-specific CD8 T cells to provide sustained control of HIV infection
扩增和重定向 CMV 特异性 CD8 T 细胞以持续控制 HIV 感染
  • 批准号:
    10807389
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Amplifying and Redirecting CMV-specific CD8 T cells to provide sustained control of HIV infection
扩增和重定向 CMV 特异性 CD8 T 细胞以持续控制 HIV 感染
  • 批准号:
    10634689
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Cancer Therapuetics
癌症治疗学
  • 批准号:
    10429332
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Novel Biologics Designed to Mobilize HIV-specific CTL for Sustained HIV Remission
旨在调动 HIV 特异性 CTL 以实现持续 HIV 缓解的新型生物制剂
  • 批准号:
    9752177
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Novel Biologics Designed to Mobilize HIV-specific CTL for Sustained HIV Remission
旨在调动 HIV 特异性 CTL 以实现持续 HIV 缓解的新型生物制剂
  • 批准号:
    10596609
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Novel Biologics Designed to Mobilize HIV-specific CTL for Sustained HIV Remission
旨在调动 HIV 特异性 CTL 以实现持续 HIV 缓解的新型生物制剂
  • 批准号:
    9908044
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Novel Biologics Designed to Mobilize HIV-specific CTL for Sustained HIV Remission
旨在调动 HIV 特异性 CTL 以实现持续 HIV 缓解的新型生物制剂
  • 批准号:
    10375382
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Structural, functional, and mechanistic anlaysis of autoreactive CD8 T cells
自身反应性 CD8 T 细胞的结构、功能和机制分析
  • 批准号:
    10335165
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:

相似海外基金

Elucidating the molecular basis and expanding the biological applications of the glycosyltransferases using biochemical and structural biology approaches
利用生化和结构生物学方法阐明糖基转移酶的分子基础并扩展其生物学应用
  • 批准号:
    23K14138
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Analytical validation of a biochemical test for alpha-synuclein aggregates in biological fluids for the diagnosis of Parkinson's Disease
用于诊断帕金森病的生物体液中 α-突触核蛋白聚集体的生化测试的分析验证
  • 批准号:
    10396678
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Analytical validation of a biochemical test for alpha-synuclein aggregates in biological fluids for the diagnosis of Parkinson's Disease
用于诊断帕金森病的生物体液中 α-突触核蛋白聚集体的生化测试的分析验证
  • 批准号:
    10361903
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms and Biochemical Circuits for Adaptation in Biological Systems
生物系统适应的分子机制和生化回路
  • 批准号:
    10248476
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Shining a light on dense granules- biochemical, genetic and cell biological investigation of an essential but understudied compartment in malarial -
揭示致密颗粒——对疟疾中一个重要但尚未充分研究的隔室进行生化、遗传和细胞生物学研究——
  • 批准号:
    2243093
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
    Studentship
Molecular Mechanisms and Biochemical Circuits for Adaptation in Biological Systems
生物系统适应的分子机制和生化回路
  • 批准号:
    10687856
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms and Biochemical Circuits for Adaptation in Biological Systems
生物系统适应的分子机制和生化回路
  • 批准号:
    10005386
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms and Biochemical Circuits for Adaptation in Biological Systems
生物系统适应的分子机制和生化回路
  • 批准号:
    10480082
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
Investigation into the biochemical and biological effects of air pollution on the function of human skin and the intervention of such effects
空气污染对人体皮肤功能的生化、生物学影响及其干预研究
  • 批准号:
    2314361
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
    Studentship
Investigation into the biochemical and biological effects of air pollution on the function of human skin and the intervention of such effects
空气污染对人体皮肤功能的生化、生物学影响及其干预研究
  • 批准号:
    BB/S506837/1
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 25.05万
  • 项目类别:
    Training Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了