2月27日,貴州大學綠色農藥全國重點實驗室在《自然—通訊》發表研究論文。該研究發現了一種靶向番茄斑萎病毒核衣殼蛋白(TSWV N)的抑制劑Z9,其能干擾N蛋白與RNA的相互作用,從而抑制凝聚體的形成。這種凝聚體的減少顯著削弱了N蛋白的體內穩定性,為植物病毒防控提供了基于凝聚體抑制劑的新策略。
生物大分子凝聚體作為藥物發現的新興靶點,在醫藥領域備受關注。盡管已有一些小分子被證實能夠調控致病凝聚體的聚集,但具有新結構的調節劑仍較為匱乏。過去兩年,研究發現多種與植物病原體增殖相關的蛋白能夠發生相分離并形成凝聚體,然而,針對此類凝聚體的調節劑在植物病原體防治領域的研究卻極為有限。
科研人員基于凝聚體抑制劑的結構特點,合理設計并合成一系列具有陽離子雙親性的化合物。其中,化合物Z9對番茄斑萎病毒具有顯著的抑制活性,其效果優于抗植物病毒藥物寧南霉素和利巴韋林。
進一步研究發現,Z9具有廣譜抗植物病毒活性。作用機制研究表明,Z9能有效抑制植物體內番茄斑萎病毒的RNP轉錄與復制水平,并通過生物膜干涉技術和親和探針下拉實驗證實,RNP關鍵成分(N蛋白)為Z9的直接作用靶標。
番茄斑萎病毒N蛋白能夠形成可移動的細胞質內包涵體(IBs),這對病毒增殖至關重要。該研究發現,N蛋白從細胞質中發生相分離,形成具有凝膠狀特性的凝聚體以及相變為固體狀顆粒。化合物Z9能夠有效消除早期階段形成的N蛋白小顆粒,但對固體狀大顆粒的破壞作用有限。
為了探索化合物Z9如何影響N蛋白凝聚體的減少機制,作者采用分子對接技術預測,Z9主要作用在N蛋白的核酸結合區域,對潛在的結合位點進行突變,發現雙位點突變顯著降低RNP的轉錄與復制能力,進而影響病毒增殖。進一步研究表明Z9靶向N蛋白的核酸結合區域。
該研究證實N蛋白與RNA之間形成的共凝聚體可以保護蛋白免于在細胞內被降解,化合物Z9通過干擾N蛋白—RNA正常相互作用來破壞這些凝聚體的形成,從而進一步加速N蛋白的降解。該發現為生物分子凝聚體抑制劑在防控植物病害中的應用提供重要價值。
貴州大學綠色農藥全國重點實驗室農藥學專業博士生昝寧寧為論文第一作者,教授宋潤江和宋寶安院士為論文共同通訊作者。研究得到國家自然科學基金支持。
相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-025-57281-z
本文鏈接:研究發現靶向植物病原體相分離過程的新型抑制劑http://www.lensthegame.com/show-11-18252-0.html
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