在吸引研究人员30多年后，轮状病毒VP3蛋白终于向贝勒医学院的科学家领导的团队揭示了其独特的结构和功能。研究人员发现VP3由四个分子模块组成，这些模块独特地整合了五种酶活性，这是加盖信使RNA(mRNA)所必需的，这是合成病毒蛋白和逃避宿主免疫应答所必需的过程。

研究人员在《科学进展》杂志上报告说，除了两个先前已知的酶促活性之外，VP3还提供了另外两个未曾预料到的活性，使该封盖机能够完全执行病毒复制所必需的功能。这些发现为设计抗病毒药物对抗轮状病毒感染提供了机会，轮状病毒感染是全世界儿童腹泻的最常见原因，每年导致约20万人死亡。

Verna和Marrs McLean生物化学系教授兼Alvin Romansky主席，共同通讯作者BV Venkataram Prasad博士说：“病毒不能自行复制。它们接管感染的细胞以产生病毒颗粒。贝勒大学分子生物学教授兼分子病毒学和微生物学教授。

病毒用来高举入侵细胞的策略之一就是对病毒mRNA进行加帽或制备，以使其模仿宿主细胞的加帽mRNA。对mRNA进行封盖是参与合成蛋白质的细胞机制的重要步骤。模仿细胞的封盖可以使病毒接管宿主的机器以产生病毒蛋白。

几种病毒使用此策略，但是方式不同。就轮状病毒而言，已知病毒蛋白VP3参与了封端，但是超过三十年来，确定VP3的结构并了解其如何进行mRNA封端一直是一个挑战。

轮状病毒VP3蛋白是独特的加帽机

“结合冷冻电子显微镜，X射线晶体学和生化分析，我们发现VP3具有有效封闭轮状病毒mRNA所需的所有酶促活性。我们还发现，与许多具有单独蛋白质的病毒不同轮状病毒将每一种酶的活性都作为模块整合到一个蛋白VP3中。”第一作者，普拉萨德实验室的博士后Dilip Kumar博士说。

“轮状病毒与大多数其他病毒的不同之处在于，封盖发生在病毒衣壳的紧密范围内，即病毒的蛋白质壳，即细胞内部。封盖完成后，病毒mRNA通过通道离开衣壳并进入在细胞质中，细胞质与蛋白质制造机制结合，产生病毒蛋白质。”合著者，库伦基金会特聘主席兼分子生物学和微生物学杰出服务教授Mary K. Estes博士说。

库马尔说：“解决这个难题非常令人兴奋。”“我们能够分离VP3及其模块，并证明它们能自组装成一个稳定的分子，该分子能够同时覆盖至少两个mRNA，从而使该过程高效进行。”

这项工作的关键是与Verna和Marrs McLean生物化学与分子生物学系助理教授，Baylor CryoEM Core的共同主任赵望博士以及他的博士后研究员于欣哲博士以及博士之间的合作。 Sue Crawford，酶促和功能测定的分子病毒学和微生物学助理教授，Verna和Marrs McLean生物化学和分子生物学系的助理教授Liya Hu博士，用于冷冻EM数据建模。

下一步

了解VP3的结构及其工作原理可为设计抗病毒药物预防或治疗轮状病毒感染提供机会。此外，它还可以进一步研究VP3在轮状病毒复制中的作用以及它如何干扰宿主的免疫反应。

Prasad说：“近30年来，我的实验室和Estes博士一直在合作研究轮状病毒的复杂结构，并更好地了解它的工作原理。”“确定VP3的结构和功能是一个重要的里程碑，为继续我们的合作打开了新的大门。”