SARS冠状病毒N蛋白结构和功能初步分析
石磊，张其鹏，芮伟，卢铭
(北京大学医学部生物信息组 100083)
| 1.Background | |
| N Protein(nucleocapsid protein)是冠状病毒中一种重要的结构蛋白。在冠状病毒颗粒中，N Protein处于病毒颗粒的核心部分，和Genomic RNA结合的形式存在。以前对鼠肝炎病毒（murine hepative virus）的研究表明，N蛋白在病毒的包装过程中起着重要的作用。病毒RNA在细胞质中复制完成以后会和N蛋白结合，结合产物可以被M Protein（small membrane protein）识别并被包装到病毒颗粒中。这个过程中存在两个识别过程，一个是N蛋白并不会和任意大小的病毒RNA结合，而只会和完整的病毒RNA结合；另外一个是M蛋白并不会单独和N蛋白发生相互作用，而只会与N蛋白和全基因组RNA的结合产物产生作用。前一个识别过程被认为是N蛋白识别鼠肝炎病毒全基因组RNA中一段特殊序列的结果（packaging signal），这段序列被定位于靠近鼠肝炎病毒基因组RNA的orf1b片断的3'端的一段69nt的序列，其最短序列为AAUCYAAAC，N蛋白和RNA的结合位点位于177-231的位置（Nelson GW 2000）。后一个识别过程被认为可能存在辅助因子。 | |
| 2.putative nucleocapsid protein结构和可能的功能分析 | |
| SARS病毒被认为是一种新的冠状病毒，其全基因组序列已经测出。在对全基因组进行blast以后，发现一个和鼠肝炎病毒的nucleocapsid protein（N protein）同源性很高的CDS，很有可能就是SARS病毒的N蛋白。我们对这个可能的N蛋白的氨基酸序列进行了分析，GLOBE和PHDhtm预测发现该蛋白中不存在穿膜序列和球状domain，这和其功能是相对应的。Prosite的motif分析（具体结果见这里）发现在177-207位存在一个丝氨酸富集区，可能是磷酸化的重要区域。另外几乎所有可能的激酶作用位点都位于100-250之间区域。但是，motif分析的结果没有在序列找到可能的核苷酸结合位点（精氨酸（Arg）富集区或者锌指结构（zinc fingers）），在对鼠肝炎病毒的N蛋白的研究中也发现有类似的问题存在。现在一般认为在鼠肝炎病毒的N蛋白中存在三个保守的domain,第二个domain可能就是RNA的结合区域。我们对5株目前已经得到全基因组的SARS病毒可能的N蛋白序列进行了比对，没有发现任何的突变，由于缺乏突变的数据现在还无法判定SARS病毒的putative nucleocapsid protein中是否存在类似的结构。单独用putative nucleocapsid protein在swissprot中作blast可以得到绝大多数的nucleocapsid protein，并且在 NCBI Conserved Domain Search中找到两个保守domain，具体搜索结果请参考这里。SignalP预测结果表明putative nucleocapsid protein中不存在信号肽序列（具体结果见这里）。 | |
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Fig 1.NCBI中找到的两个可能的保守domain |
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| 参考文献 | |
| 1.High affinity interaction between nucleocapsid protein and leader/intergenic sequence of mouse hepatitis virus RNA | |
| 2.Interaction of the Coronavirus Nucleoprotein with Nucleolar Antigens and the Host Cell | |