噬菌聚合酶变体显示,有明显增加的保真度


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噬菌聚合酶变体显示 , 有明显增加的保真度内在聚合酶保真度 , 在 DNA 合成过程中从活性位点掺入正确碱基 , 并排除不正确碱基的能力 , 是主要的突变率决定因素 。 通过对实验室人群进行诱变处理 , 已在许多 RNA 病毒中 , 人工选择了具有改变保真度的聚合酶变体 。 例如 , 在碱基类似物利巴韦林存在的情况下 , 脊髓灰质炎病毒的连续传代 , 导致选择具有三倍保真度的聚合酶变体G64S 。 这种相同的突变 , 也提高了相关人类肠道病毒的保真度 , 并且其他氨基酸替代物 , 如 L123f也已被证明可以改变这种病毒的复制保真度。 柯萨奇病毒也是小核糖核酸病毒家族中肠道病毒属的成员 。


在病毒聚合酶 A372V中 , 选择的另一种保真变异体病毒聚合酶 A372V , 在利巴韦林或 5-氮杂胞苷存在下的传代 。 在小核糖核酸病毒之外 , 后通过基孔肯雅病毒、甲型流感病毒 , 和西尼罗河病毒的系列 , 诱变剂处理获得了保真变异体 。 几种抗病毒药物 , 尤其是许多抗逆转录病毒药物是碱类似物 。 对这些治疗的抗性在 HIV-1 RT 中有很好的记录 , 其中一些变体改变了复制保真度 , 如在体外或细胞培养中所确定的 。 内在保真度可以通过位于催化域内部 , 或外部的残基来确定 。


由于传入核苷酸的三磷酸 , 部分的重新定向是脊髓灰质炎病毒 , 聚合酶中的保真检查点 。 更有趣的是研究表明 , 复制保真度也可以由复制复合物的蛋白质 , 而不是病毒聚合酶来确定 。 在核苷类似物存在的情况下 , 基孔肯雅病毒的连续传代 , 有利于在 RNA 解旋酶 nsP2 中出现 G641D 取代 。 这种变体通过与降低的解旋酶活性、增加的复制动力学和对低核苷酸浓度的抗性 , 相关的机制提高了复制保真度 。 保真变异证明了 RNA 病毒具有进化调整突变率的能力 , 以响应作用于突变率或其他特征的选择 。


DNA 病毒突变率也对选择有反应 , 如早期对噬菌体研究表示 , 在其中在化学诱变后鉴定了一系列聚合酶变体 。噬菌聚合酶变体显示有明显增加的保真度 , 与 RNA 病毒中更温和的作用相反 , 并倾向于映射到病毒聚合酶的 , 中央手掌和羧基末端拇指亚结构域 。 这种表型可以通过 , 复制因子的变化赋予 , 如单链 DNA 结合蛋白或解旋酶蛋白 。 然而 , 最强的突变表型 , 突变率增加高达 400 倍 , 通常是由噬菌中的 30 种 , 外切核酸酶失活引起的 。 用 1 型单纯疱疹病毒 HSV-1 , 获得了类似的结果 , 发现聚合酶结构域的保守区域中的 , 突变会改变复制保真度 。 包含 Y577H/D581A 替换的 HSV-1 聚合酶突变体是 , 外切核酸酶缺陷型并表现出突变表型 。


然而 , 这种变体迅速进化出一种补偿性替代L774F , 在这种遗传背景下恢复了 DNA 复制的保真度 。 由于RNA 病毒聚合酶通常缺乏这种活性 , 因此除了冠状病毒之外 , 无法产生此类突变体 。 此外 , RNA 病毒的遗传多样性 , 可能更接近耐受上限 , 超过该上限 , 种群遗传负荷增加到与病毒存活不相容的水平 。 所以生化和种群遗传因素 , 都限制了 RNA 病毒中强突变体的出现 。 虽然复制后修复可能在确定 DNA 病毒突变率 。 但 RNA 病毒突变率受到其他宿主编码因素的强烈影响 。 载脂蛋白 B mRNA 编辑催化多肽样酶 APOBEC是一个细胞胞苷脱氨酶家族 , 可作为先天细胞防御逆转录病毒 。


【噬菌聚合酶变体显示,有明显增加的保真度】

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