近日，我校化学化工与生物工程学院陆昌瑞教授课题组在核酸领域顶级期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research, IF=11.2）发表题为“ATP/ADP modulates gp16–pRNA conformational change in the Phi29 DNA packaging motor”的最新研究成果。该项研究首次获得病毒基因组包装马达末端的结构信息，捕获到其结合ATP/ADP所发生的构象变化，为临床治疗和药物设计提供可靠的理论基础，进而为病毒感染的诊断和治疗提供新思路、新靶点。我校博士生蔡汝洁为第一作者，陆昌瑞教授和康奈尔大学Ailong Ke教授并列通讯作者。东华大学化学化工与生物工程学院为第一单位。

双链DNA病毒（如乙肝、天花、乳头瘤和疱疹等）严重危害人类健康，而对其感染的诊断和治疗至今仍是当今生物医学界的难点。双链DNA病毒的成熟与增殖依赖于其基因组的包装，而这一基因组的包装机制目前尚不明确。由于构象复杂、组分多、缺乏对称性等原因，目前尚未有双链DNA病毒基因组包装马达（pRNA）末端的结构报道，同时对于其和ATPase（gp16）相互作用情况以及包装过程中所发生的构象变化了解甚微，严重阻碍了对病毒包装原理的进一步了解。陆昌瑞教授研究团队针对以上难点开展了相关研究，通过晶体衍射、小角散射技术（SAXS）并结合SHAPE化学探测法首次全面解析出核酸与蛋白复合物的结构和构象信息。

研究表明，包装马达末端核酸蛋白复合体pRNA-gp16特异性结合，组成“Z”形复合物。当ATP与复合物结合时，pRNA末端domain II向DNA通道靠拢，组成密闭桶状五元环结构；当ADP与pRNA-gp16复合物结合时，pRNA domain II向外侧移动。根据pRNA-gp16复合物在结合ATP/ADP前后所发生的构象变化进一步说明了pRNA末端在噬菌体包装过程中具有重要作用，可通过操控pRNA domain II的位置协助DNA的特异性识别并促进DNA运动。

陆昌瑞教授（博士、上海市高校特聘教授）2005年毕业于美国科尔盖特大学，2010年获得美国康奈尔大学哲学博士，2012年入职东华大学从事非编码RNA等基础生物学研究，并发表一系列SCI论文在《Journal of cleaner production》《Cellular Physiology and Biochemistry》《Molecules》等期刊上。

该项研究获得励志计划、上海市科委项目、博士研究生学位论文创新资助等项目的资助。

文章链接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz692/5545366

视频：   摄影: 撰写：陈娜  信息员：陈娜  编辑：孙庆华