上海
疱疹病毒（Herpesviruses）是一类广泛流行的双链DNA病毒，可在宿主体内建立终身潜伏并导致多种疾病。临床上，针对HSV等疱疹病毒的主力药物多以病毒DNA聚合酶为靶点，但耐药株的出现（尤其在免疫抑制人群中）凸显了开发替代抗病毒策略的紧迫性。 在疱疹病毒复制过程中，解旋酶-引物酶（helicase–primase,H/P）复合物是极具潜力的新靶点；其中，H/P抑制剂（HPIs）如pritelivir及其衍生物IM-250分别处于III期与I期临床研究，而amenamevir已在日本获批用于HSV/VZV相关适应症。
2025年12月29 日， 哈佛医学院Jonathan Abraham团队（第一作者为于子朔和Pradeep Sathyanarayana） 在Cell上发表了文章Mechanisms of HSV-1 helicase–primase inhibition and replication fork complex assembly，研究人员 综合运用单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）、单分子光镊（optical tweezers）、分子动力学（MD）与体外复制功能实验，系统解析了：1.多种HPI如何结合并抑制HSV-1 H/P复合物；2.HPI如何在单分子层面引发H/P在DNA上“停顿”；3. H/P与聚合酶全酶如何在复制叉处装配，以及疱疹病毒特异的“桥梁”界面是什么。
研究亮点一：三种HPI共享“同一结合口袋”，把H/P“锁”在失活构象中
作者通过运用冷冻电镜的手段解析三种药物小分子与HSV-1解旋酶-引物酶复合物的结 构 ， 显示，pritelivir、IM-250与amenamevir都结合在由UL5（解旋酶）与UL52（引物酶）共同塑造的口袋中，并阻断UL5两个RecA样结构域（1A/2A）完成ATP结合后所需的“闭合”构象变化，从而抑制ATP水解与DNA转位。进一步的结构对比与生化实验也支持这一点：在抑制剂存在下，ATP结合/水解相关关键位点的几何排布被扰动，且pritelivir、amenamevir可剂量依赖性降低H/P的ATPase活性。
研究亮点二：单分子光镊直接“看见”抑制剂让H/P在DNA上频繁暂停
为了把“构象锁定”与“功能抑制”更直接地联系起来，作者建立了双阱光镊解链实验：在恒力条件下，监测H/P解链把dsDNA转为ssDNA所导致的分子长度变化。结果显示：野生型H/P可持续解链、几乎无停顿，平均速率约33 nt/s（n=41）。而加入pritelivir后，解链速率下降且“暂停比例”随药物浓度显著上升：例如100 nM时速率降至25 nt/s并出现约17.9%的暂停；500 nM时速率仅约9.5 nt/s，暂停比例可达约51.5%。这一单分子证据直观证明：HPI并非简单“堵住活性位点”，而是通过稳定失活构象，让H/P在DNA上更易陷入“走走停停”的状态。
研究亮点三：捕捉H/P-聚合酶复制叉复合物，揭示疱疹病毒特异装配“桥梁”——FYNPYL基序
在复制层面，作者进一步重构了包含H/P复合物（UL5/UL52/UL8）、聚合酶全酶（UL30/UL42）与叉状DNA的HSV-1复制叉复合物，并获得全局约3.8 Å分辨率的cryo-EM 结构 。功能实验表明：在滚环复制体系中，加入H/P可促进产生>10 kb的长链产物；而加入pritelivir或amenamevir会剂量依赖性降低长产物。最关键的装配机制来自一个疱疹病毒特异界面：UL30（聚合酶催化亚基）N端preN结构域中的高度保守FYNPYL基序伸向UL5，并与UL5的2B/2C结构域形成直接相互作用。作者不仅解析了该界面的关键接触残基（如UL30的F44/Y48/L49与UL5的F550/Y648/Y696等），还通过突变验证其在复合物装配与高效DNA合成中的必要性：将UL5界面残基突变为丙氨酸后，质量光度法显示复制叉大复合物难以形成， 同时在滚环复制实验中 >10 kb产物显著减少。这为“疱疹病毒复制叉如何把解链与合成两台发动机耦合起来”提供了结构与功能层面的直接证据。
意义：为新一代疱疹病毒抗病毒策略提供“结构—动力学—功能”闭环框架
这项工作把HPI的作用机制从“口袋在哪里”推进到“动态上怎么卡住”，再推进到“复制子如何发挥功能”，并首次在复制叉层面解析H/P与聚合酶的关键桥梁界面，为理解疱疹病毒复制机器装配与推进提供了结构框架，也为HPI优化与潜在的新型蛋白-蛋白界面干预策略奠定基础。
本研究第一作者为于子朔 博士。于子朔博士 长期聚焦DNA病毒复制机器的结构与机制研究，致力于将结构生物学与单分子生物物理手段结合，用“看得见的机制”推动抗病毒药物靶点发现与优化。于子朔博士 本科毕业于山东大学，博士毕业于复旦大学， 师从徐彦辉教授， 于哈佛大学医学院Jonathan Abraham教授（HHMI）实验室进行博士后研究。迄今为止共发表SCI论文1 3 篇，其中以第一作者及共同第一作者共发表五篇文章，包括
Ce
ll, Cell Research, Nature Communications等多篇 国际知名学术期刊。
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.11.041
制版人： 十一
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