【前沿&进展】赵晓民/王志亮/翁长江团队成功破解非洲猪瘟病毒（ASFV）致病机制的关键调控因子-g5Rp

近日，西北农林科技大学、中国动物卫生与流行病学中心及哈尔滨兽医研究所联合在病毒学国际知名期刊Journal of Virology上发表了题为“Role of g5Rp in African swine fever virus replication: disruption of host translation and autophagy”的研究论文，解析了g5Rp的蛋白晶体结构，阐明了ASFV进入宿主细胞后的快速复制的机制，并基于g5Rp晶体结构、分子对接及分子动态模拟，鉴定了g5Rp的天然小分子抑制剂9"-methyl salvianolate B，其可显著抑制病毒复制，为抗ASF药物研发奠定理论基础。

非洲猪瘟（African Swine Fever，ASF）是由非洲猪瘟病毒（African Swine Fever Virus）引起的急性、高致病性和高致死率的传染病，对全球养猪业造成重大经济损失。在非洲猪瘟病毒（ASFV）复制早期，g5Rp蛋白扮演着“翻译总控开关” 的关键角色。它像一个分子扳道工，能强行将宿主细胞的翻译机器，从生产自身蛋白的轨道，切换到全力合成病毒蛋白的轨道上，即抑制宿主蛋白的合成，促进病毒蛋白的合成，从而实现病毒的快速增殖。

具体而言，g5Rp通过其Nudix水解酶活性降解宿主mRNA的5‘帽子结构，并破坏eIF5A-RPS15互作，从而双重抑制宿主翻译。这并非单纯的关闭，而是通过解除宿主翻译优势，为病毒mRNAs（其翻译不依赖于经典帽子结构）竞争核糖体资源创造了有利条件，实质上是将宿主翻译系统重定向为病毒复制服务。

主要研究结果如下：

1.g5Rp促进ASFV的复制并调节宿主翻译与自噬途径

通过构建g5Rp过表达和siRNA干扰模型，实验结果显示，过表达g5Rp显著提升了病毒滴度及病毒蛋白p30的表达水平，而干扰g5Rp则明显抑制病毒复制，表明其具有促进病毒复制的功能。进一步通过蛋白质组学分析发现，g5Rp可调控宿主细胞内122种蛋白的表达，主要涉及翻译调控、自噬、细胞凋亡等关键生物过程。GO和KEGG富集分析显示，g5Rp显著影响翻译因子活性、溶酶体功能及自噬通路，提示其通过重塑宿主细胞环境，为病毒复制创造有利条件。

图1. g5Rp促进ASFV复制并重塑宿主翻译和自噬途径

2.g5Rp与eIF5A和RPS15相互作用促进ASFV复制

Co-IP、PLA与过表达/敲低实验证实，g5Rp同时结合eIF5A和RPS15，降低eIF5A总量及其hypusination修饰，削弱RPS15的核糖体定；eIF5A敲低或RPS15过表达均显著升高病毒滴度和p30表达，而eIF5A过表达则抑制复制。结果揭示g5Rp通过双重劫持宿主翻译核心组分，打破eIF5A-RPS15功能复合体，从而优先保障病毒蛋白合成并促进ASFV复制。

图2. g5Rp与eIF5A和RPS15相互作用，调节宿主翻译以增强ASFV复制

3.g5Rp干扰eIF5A和RPS15之间的相互作用，抑制宿主翻译

Co-IP 与邻近连接实验显示，g5Rp可竞争性干扰eIF5A与RPS15之间的相互作用。嘌呤霉素掺入实验发现，过表达g5Rp 以时间和剂量依赖性降低宿主翻译，同时提高病毒蛋白的表达。eIF5A或RPS15单独敲低证实了该表型，而eIF5A-RPS15融合蛋白则完全恢复翻译水平。点突变证实g5Rp SER118/206与ASN61为关键竞争位点，突变后不再阻断eIF5A-RPS15互作，翻译抑制与促病毒效应降低，确证破坏这一复合体是g5Rp关闭宿主翻译、助力ASFV复制的核心策略。

图3. g5Rp破坏eIF5A-RPS 15相互作用并抑制宿主翻译

4.g5Rp通过破坏eIF5A-TFEB轴而损害自噬

研究发现，g5Rp通过破坏eIF5A-TFEB轴显著抑制宿主自噬。过表达g5Rp导致自噬底物p62积聚、LC3-II/I比值下降，提示自噬体-溶酶体通路受阻。机制上，g5Rp下调eIF5A总蛋白及其hypusination修饰，削弱其对TFEB翻译的支持，从而阻断TFEB核转位；eIF5A抑制剂GC7或基因敲低均可模拟该自噬抑制表型。回补实验显示，恢复eIF5A水平可逆转p62累积并重建自噬流。结果阐明g5Rp以eIF5A为支点，切断TFEB介导的溶酶体生物发生，营造抑制性胞内环境，间接促进ASFV复制。

图4. g5Rp通过下调eIF5A来降低细胞自噬

5.g5Rp与eIF5A或RPS15结合的关键相互作用位点

为精确定位g5Rp与eIF5A/RPS15的结合位点，作者首先解析g5Rp晶体结构，发现其以同源二聚体形式存在，表面形成连续疏水沟槽。分子对接与氢键网络分析锁定SER118、SER206及ASN61为关键氨基酸。将三位点同时突变为ALA后，g5Rp几乎丧失与eIF5A/RPS15的互作能力。且g5Rp的突变体不在具备促病毒复制的能力。

6.9''-methyl salvianolate B结合ASFV g5Rp并调节eIF5A和RPS15相互作用

虚拟筛选与表面离子共振（SPR）鉴定出与g5Rp互作的天然化合物9''-methyl salvianolate B，可高亲和力结合g5Rp，与LYS4、TYR174、LYS127、ASP169形成氢键/疏水网络。在安全浓度（10 µM，CC50=16.22 µM）下，该化合物可抑制g5Rp与eIF5A/RPS15复合物形成并恢复内源性eIF5A-RPS15互作功能；提升eIF5A hypusination水平，恢复部分蛋白合成并缓解G0/G1阻滞；促进TFEB核转位，提高LC3-II/LC3-I比值、降低p62水平，自噬功能得到恢复；同时，病毒基因转录（p72/p54/p30/g5Rp）与病毒滴度均显著下降。本研究表明天然化合物9''-methyl salvianolate B通过靶向g5Rp并阻断其与宿主因子eIF5A/RPS15的相互作用，有效恢复宿主翻译与自噬功能，抑制非洲猪瘟病毒复制，为开发靶向病毒-宿主互作界面的抗ASFV药物提供了具有潜力的先导化合物。

7.9''-methyl salvianolate B可恢复宿主功能并抑制ASFV的复制

9''-methyl salvianolate B以117 nM亲和力占据g5Rp疏水口袋，阻断其与eIF5A/RPS15的结合，恢复宿主翻译和自噬。具体表现在，eIF5A hypusination水平恢复，提高宿主翻译水平；增加TFEB的核移位水平，恢复细胞自噬。且9''-methyl salvianolate B可在一定程度抑制ASFV的复制。

综上，该研究发现g5Rp其通过竞争性抑制eIF5A-RPS15互作，阻断宿主蛋白质合成与自噬通路，进而促进ASFV复制，研究结果揭示了g5Rp促进ASFV复制的机制。同时解析了g5Rp的晶体结构，鉴定了与g5Rp互作的小分子候选物9''-methyl salvianolate B，为靶向病毒-宿主互作位点的抗ASFV药物研发奠定了理论基础。

g5Rp在ASFV复制中的机制示意图

本研究的第一作者为西北农林科技大学许春梅博士，通讯作者为西北农林科技大学赵晓民教授、中国动物卫生与流行病学中心王志亮研究员、哈尔滨兽医研究所翁长江研究员。