『Artículo de portada』Ning Gao/Ning Li de la Universidad de Pekín revela conocimientos estructurales sobre el ensamblaje y el mecanismo del complejo de ADN polimerasa MPXV.

Volumen 83, Número 23 7 de diciembre de 2023

Xiaohan Wang¹ , Liangwen Ma^1,2 Ningning Li,^1,2,*Ning Gao^1,2,3,4,*

Proceso de diseño de portada

La portada de este número de Célula molecular es el articulo“Conocimientos estructurales sobre el ensamblaje y el mecanismo del complejo de ADN polimerasa del virus mpox F8-A22-E4-H5"por Profesor Ning Gao y Investigador asociado Ningning Li de Universidad de Pekín.

Desde el brote de mayo de 2022, el virus de la viruela simica se ha propagado rápidamente por todo el mundo, lo que representa una grave amenaza para la salud humana. El virus de la viruela simica del brote pertenece a un virus grande, de ADN bicatenario y envuelto del género Orthopoxvirus de la familia Poxviridae. Además de esto, la familia también incluye dos miembros muy conocidos, el virus vaccinia y el virus variola. Los objetivos importantes para la acción de los fármacos contra los ortopoxvirus son la maquinaria de replicación del ADN, en particular la ADN polimerasa. La resolución de estructuras de alta resolución es esencial para el desarrollo de medicamentos y vacunas contra la viruela de los monos.

Mientras que la mayoría de los virus de ADN replican sus genomas en el núcleo de la célula huésped, la replicación del genoma de los poxvirus se realiza en el citoplasma del huésped. Los factores proteicos clave necesarios para la replicación del virus de la viruela simica están codificados principalmente por su genoma, incluida la ADN polimerasa F8 (llamada así por el sistema del virus de la viruela simica), las ADN helicasas/primasa E5, la uracilo-ADN glicosilasa (UDG) E4, el heterodímero A22, que junto con E4 forma el factor de persistencia de replicación de la polimerasa (factor de procesividad) y la proteína fosforilada multifuncional H5, entre otros.

F8 es la subunidad catalítica central del complejo de ADN polimerasa, pero solo puede sintetizar productos de fragmentos pequeños de menos de 10 bases. El dímero A22-E4 forma un complejo ternario estable con F8, lo que mejora la persistencia de la replicación de la polimerasa y, por lo tanto, la replicación ternaria. También se considera que el complejo es la holoenzima de la ADN polimerasa poxviral. Además, UDG E4 reconoce y elimina mutaciones de base única de uracilo en el ADN e inicia la vía de reparación del ADN. Sin embargo, el mecanismo por el cual la UDG se integra en la holoenzima polimerasa como un factor esencial y el mecanismo de acoplamiento entre los dos procesos de síntesis de ADN y la búsqueda/escisión de bases de uracilo siguen sin estar claros. Mientras tanto, se demostró que H5 es una proteína multifuncional y un factor esencial para la replicación del ADN del poxvirus, pero el papel específico de su mecanismo molecular en el proceso de replicación del ADN sigue siendo completamente desconocido.

En este estudio, el mecanismo molecular de la persistencia de la polimerasa mejorada con tetrámero H5 se reveló mediante experimentos de estructura y función de F8-A22-E4-H5 de alta resolución, que demostraron que E4 tiene una actividad catalítica de escisión de bases en el complejo de polimerasa. Estudios anteriores han demostrado que la polimerasa del poxvirus no posee actividad sintética transdaño, lo que implica que el sitio libre de base creado por E4 después de la escisión de la base U en la plantilla de ADN monocatenario requiere reparación adicional. De lo contrario, esto afectaría la síntesis de ADN mediada por F8 en el complejo cuaternario, lo que implica que el replicón viral intacto también puede incluir factores adicionales de la vía de reparación por escisión de bases.

En general, este trabajo, junto con estudios relacionados publicados recientemente por otros equipos, proporciona información estructural y funcional importante sobre el mecanismo molecular único de replicación del ADN de los poxvirus. Estos hallazgos contribuyen a una comprensión más profunda del ciclo de vida y la estrategia de replicación de los poxvirus y proporcionan nuevos objetivos para el desarrollo de fármacos antivirales.