在2月28日发表在《eLife》杂志上的一篇论文中，由普林斯顿大学的AlexanderPloss领导的一个研究小组解决了关于戊型肝炎(HepE)中一种关键蛋白质的争论，这可能为开发一种微小病毒的治疗方法开辟道路。对全球公共卫生构成巨大威胁。

在他们的论文中，研究人员提出了一个新模型，详细介绍了HepE蛋白的结构和功能。

“戊型肝炎是一种人们知之甚少的RNA病毒，每年导致约300万例有症状的感染和约70,000例死亡，”普林斯顿大学分子生物学系教授普洛斯说。

戊型肝炎通常通过水、食物或表面的粪便污染传播，因此病毒性疾病在卫生条件差的地区更为常见。然而，当人们食用骆驼或猪肉等受污染的食物时，在卫生条件良好的地方也会爆发疫情。感染者可能会发烧、恶心和黄疸;尽管大多数人会在两到八周内康复，但感染也可能会变成慢性。对某些人来说，这是致命的。

普洛斯说：“遗憾的是，许多死亡发生在怀孕后期的孕妇及其未出生的孩子以及免疫功能低下的人中。”

目前，只有中国获得了预防戊型肝炎感染的疫苗许可，而且一旦感染后还没有药物可以治疗这种疾病。由于戊型肝炎病毒非常小，其造成的损害就更加显着。它的基因组长约7,200个核苷酸，仅包含制造三种蛋白质的指令。

“人们对最大的戊型肝炎蛋白(称为开放阅读框1—ORF1)的结构和功能知之甚少，”Ploss说。

ORF1是一种多功能蛋白质，其作用是复制病毒的遗传物质，以便掺入新的病毒颗粒中。沿着它的长度，它包含几个不同的区域，每个区域都有不同的功能。其中许多区域已经被表征，但ORF1的大小和复杂性使得该蛋白质很难研究，以至于直到现在，研究人员仍然不明白它的一个区域是如何工作的。

“我们的工作旨在破译ORF1的特定区域如何发挥作用，因为目前该领域对此主题存在争论，”2022届博士生RobertLeDesma说。研究生，也是该研究的第一作者，他作为研究生在普洛斯实验室进行了这项研究。

争论的焦点是ORF1的这一部分可能作为蛋白酶(即切割其他蛋白质的蛋白质)发挥作用。许多病毒在其基因组中编码蛋白酶，要么将病毒蛋白加工成活性形式，要么关闭可以抵抗感染的宿主蛋白。然而，当他们最初的实验不支持该区域具有蛋白酶活性的观点时，普林斯顿大学团队不得不考虑其他假设。

他们所研究的区域的一个显着特征是存在一种模式或基序，其中包含八个氨基酸半胱氨酸。该基序出现在迄今为止研究的每个HepE基因组中，这表明它对ORF1非常重要。事实上，普林斯顿大学研究小组发现，如果六个半胱氨酸的中央核心中的任何一个被改变为不同的氨基酸，ORF1就不再能够帮助HepE复制。

为了寻找这个神秘区域可能发挥作用的线索，研究人员在蛋白质数据库中搜索了包含相同基序但其功能已知的其他蛋白质。仅包含六个半胱氨酸的较短版本的基序存在于结合金属离子(例如镁或锌)的蛋白质中，以帮助稳定其三维形状。LeDesma及其同事推断，如果包含ORF1富含半胱氨酸基序的区域具有类似的功能，那么它的3D形状应该类似于其他蛋白质中的金属结合区域。

其他研究团队尝试使用NMR波谱和X射线晶体学等方法确定ORF1这部分的3D形状，但未能成功，因为这部分蛋白质非常无序，并且往往呈现各种随机形状，而不是单一形状。单一刚性的。因此，普林斯顿大学的研究人员转而使用一种名为AlphaFold的计算算法来预测该区域的3D形状。AlphaFold预测ORF1包含一种金属结合蛋白常见特征的新版本，称为“锌指”，是与金属离子相互作用所必需的。随后的实验表明，结合金属离子的能力对于ORF1在病毒复制中发挥其功能至关重要。

“我们发现ORF1的行为就像一个分子支架;它与细胞内的金属离子结合，以呈现出一种非常特殊的形状，使其能够正常发挥作用，”LeDesma说。

换句话说，数据表明ORF1的这个区域并不充当蛋白酶，而是在结构上支持蛋白质的其余部分。随着对ORF1有了更清晰的了解，科学家们现在可以更好地开始攻击它。

Ploss说：“我们的工作提供了ORF1结构和功能的综合模型，这可能有助于开发针对这种尚未充分研究的人类病毒病原体的新疗法。”