PLoS Pathogens | 四川农业大学陈舜/程安春团队在正黄病毒NS1 N-糖基化修饰调控子代病毒粒子组装机制上取得新突破
作者:    发布于:2026-07-11 11:15:15    点击数:

     



2026年7月9日,四川农业大学动物医学院陈舜/程安春团队在病原学国际权威期刊PLoS Pathogens上在线发表了题为“N-linked glycosylation of NS1 protein modulates progeny virion assembly in orthoflaviviruses”的研究论文。该研究首次阐明“正黄病毒NS1 N-糖基化通过调控NS1-E蛋白相互作用,限制结构蛋白从内质网到高尔基体的有序迁移,进而精准控制子代病毒粒子的组装”这一分子机制,首次揭示了正黄病毒NS1 N-糖基化修饰与病毒粒子的内质网—高尔基体转运、成熟组装全程高度协同。


鸭坦布苏病毒(TMUV)是严重危害水禽养殖、由蚊虫传播的正黄病毒,其非结构蛋白1(NS1)在病毒复制、蚊媒传播、逃逸宿主先天免疫等方面发挥多种功能。近日,团队依托反向遗传学、活细胞示踪、免疫共沉淀等多种技术,系统解析TMUV NS1蛋白N-糖基化修饰调控病毒粒子组装的完整分子通路,首次阐明NS1糖基化修饰调控着NS1与E蛋白互作,揭示了病毒内膜转运与蛋白稳态的通用机制,研究结果拓宽了现有对正黄病毒NS1病毒学功能的理论认识。


研究亮点

1. 明确TMUV NS1存在N130、N175、N207三处N-糖基化位点;去除N-糖基修饰会显著抑制重组病毒在多种细胞内的增殖,核心原因是病毒组装过程受阻。

2. 去糖基化不影响NS1二聚体形成,但大幅降低二聚体的热稳定性,同时诱导宿主内质网应激,直接抑制NS1蛋白分泌。

3. 去糖基化的NS1滞留于内质网,与E蛋白结合能力显著增强,阻断E蛋白从内质网向高尔基体转运;去糖基化修饰的NS1溶解度下降,导致NS1和E蛋白经宿主蛋白酶体通路快速降解。

4. 以西尼罗病毒、黄热病毒验证证实,NS1的N-糖基化修饰保障高效的病毒组装是多种正黄病毒共有保守机制。

 

对NS1的时空变化进行研究后发现,去糖基化通过阻断NS1从内质网到高尔基体的转运途径来破坏NS1与高尔基体的共定位(图1)。

图1 去糖基化导致NS1滞留在内质网

A:Western blot检测胞内外NS1的糖基化水平;B:内切糖苷酶酶解实验检测NS1的糖基化情况;C和D:在转染或TMUV感染细胞中,IFA检测NS1与内质网高尔基体的共定位情况;E:亚细胞片段分离实验检测NS1在内质网和高尔基体中的分布情况


因为病毒粒子的组装和病毒囊膜E蛋白息息相关,本研究进一步使用了免疫共沉淀实验验证了N-糖基化修饰对NS1和E间相互作用的影响。有趣的是,NS1去糖基化显著增强了NS1与E的相互作用。进一步的活细胞成像和免疫荧光共聚焦结果表明,去糖基化不仅阻断了NS1的分泌途径,还通过NS1-E之间的相互作用将E蛋白一同滞留在内质网中(图2)。

图2 去糖基化的NS1通过增强NS1-E相互作用来抑制E蛋白的转运

A:Co-IP检测NS1去糖基化对NS1-E互作的影响;B:IFA检测NS1去糖基化对NS1和E共定位的影响;C:选择性保留挂勾系统的构建示意图;D:活细胞成像检测NS1去糖基化对E转运的影响;E:IFA检测NS1去糖基化对E的转运的影响

放线菌酮追踪实验结果发现,去糖基化的NS1在细胞中的溶解度和稳定性显著下降。与此同时,NS1的去糖基化还会导致NS1和E一同被宿主蛋白酶体降解(图3)。

图3 去糖基化的NS1诱导宿主蛋白酶体对NS1和E蛋白进行降解

A和B:Western blot检测去糖基化对NS1溶解度的影响;C和D:ELISA检测去糖基化对NS1溶解度的影响;E:放线菌酮追踪实验检测去糖基化对NS1稳定性的影响;F和G:放线菌酮追踪实验检测NS1去糖基化对E稳定性的影响


最后,通过其他正黄病毒(西尼罗病毒昆津亚型、黄热病毒)验证发现,通过NS1 N-糖基化修饰实现高效的病毒粒子组装是多种正黄病毒的共同特征。


综上所述,本研究首次提出并证明了多种正黄病毒能通过NS1的N-糖基化修饰影响NS1-E互作从而调控子代病毒粒子组装这一保守的分子机制(图4)。这些结果为理解正黄病毒NS1 N-糖基化修饰在病毒生命周期中的作用提供了重要依据。

图4 NS1 N-糖基化修饰调控正黄病毒子代病毒颗粒的组装


四川农业大学动物医学院程安春教授陈舜教授为该论文通讯作者,团队博士研究生张森棹、硕士研究生唐雪丹和青年教师吴震副教授为共同第一作者。本研究获得四川省自然科学基金项目(青年科学基金A类)(2026NSFSCZY0119)、国家自然科学基金面上项目(32470142、32272976)和国家自然科学青年科学基金项目(C类(32302885、32302848)的资助。


原文链接:https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1014408

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