PNAS | TRIM介导的SUMO化修饰抑制冠状病毒外切核糖核酸酶活性

2026年2月13日，由克利夫兰诊所Michaela U. Gack团队在《Proceedings of the National Academy of Sciences》杂志上发表一篇题为“Inhibition of coronaviral exoribonuclease activity by TRIM-mediated SUMOylation”文章，阐述TRIM32对冠状病毒Nsp14的SUMO化修饰及其抗病毒效应的研究。

研究结果一：RNAi筛选鉴定SARS‑CoV‑2感染中具有抗病毒和促病毒复制的TRIM蛋白

本研究通过靶向 71 个人类 TRIM 基因的 RNAi 筛选，在 Caco‑2‑hACE2 细胞中鉴定出对 SARS‑CoV‑2 具有抗病毒或促病毒作用的 TRIM 蛋白。沉默TRIM6、TRIM18、TRIM21、TRIM32、TRIM41、TRIM65可显著增强病毒复制，表现为抗病毒作用；沉默TRIM5、TRIM40、TRIM44、TRIM45、TRIM55、TRIM59可显著降低病毒复制，表现为促病毒作用。上述沉默处理无明显细胞毒性。在 Caco‑2‑hACE2 与 Calu‑3 细胞中进一步验证，沉默 TRIM6、TRIM32、TRIM41、TRIM65 可上调 SARS‑CoV‑2 基因组与亚基因组 RNA 水平，沉默 TRIM5、TRIM44、TRIM45、TRIM59 则下调病毒 RNA 水平，且 TRIM65 的作用存在细胞类型特异性。

研究结果二：TRIM32以E3连接酶依赖性但干扰素非依赖性方式抑制SARS‑CoV‑2

作者聚焦于TRIM32的研究，TRIM32 敲除细胞中 SARS‑CoV‑2复制、病毒 RNA、结构蛋白表达及病毒滴度均显著升高。功能回补实验证实，TRIM32 的RING 结构域 E3 连接酶活性是其抑制病毒复制所必需，ΔRING 突变体无抑制作用。TRIM32 的表达不受 SARS‑CoV‑2 感染或 Ⅰ 型干扰素诱导上调，且阻断 Ⅰ 型干扰素信号后，TRIM32 仍可有效抑制病毒复制，表明其作用不依赖干扰素通路。

研究结果三：TRIM32与Nsp14结合并催化其发生SUMO化修饰

TRIM32 在 SARS‑CoV‑2感染细胞中与病毒复制转录复合体共定位，并可特异性结合Nsp14，结合位点为TRIM32的C端NHL结构域与 Nsp14 的 N 端 ExoN 结构域。TRIM32 不介导 Nsp14 的泛素化与降解，而是作为SUMO E3 连接酶，依赖RING 结构域与NHL 结构域的 SUMO 互作基序（SIM），催化 Nsp14 发生多聚 SUMO2 修饰，且该修饰在天然病毒感染中可被检测到。

研究结果四：Nsp14的ExoN结构域在K9和K200位点发生SUMO化

质谱分析确定 TRIM32 介导 Nsp14 SUMO 化的位点为K9 与 K200，均位于 ExoN 结构域。单点突变（K9R、K200R）可降低 Nsp14 的 SUMO 化水平，双突变（K9R/K200R）几乎完全消除修饰。上述位点突变不影响 Nsp14 与 TRIM32 的结合。

研究结果五：Nsp14的SUMO化抑制SARS‑CoV‑2 ExoN活性但不影响其MTase功能

TRIM32 介导的 Nsp14 SUMO 化可显著抑制 ExoN 酶活性，但不影响 N7‑MTase活性。机制上，SUMO 化通过空间位阻分别阻断 Nsp14 与 RNA 底物（K9 位点）、Nsp10 辅因子（K200 位点）的结合。沉默 SUMO 化通路关键分子 UBC9/SUMO2 或使用 SUMO 化抑制剂，可逆转 TRIM32 的抗病毒作用；且 TRIM32 过表达可增强瑞德西韦对 SARS‑CoV‑2 的抑制效果。

研究结果六：TRIM32介导的Nsp14 SUMO化在冠状病毒中广泛保守

SARS‑CoV、MERS‑CoV、HCoV‑OC43、HCoV‑229E、HCoV‑NL63、MHV 等多种冠状病毒的 Nsp14，均可被 TRIM32 结合并发生SUMO化修饰，且依赖 TRIM32 的 RING 结构域活性。TRIM32 敲除可显著增强 MERS‑CoV、HCoV‑OC43、MHV 的复制，沉默 UBC9/SUMO2 可消除 TRIM32 对这些病毒的抑制作用，表明该机制在冠状病毒中具有保守性。

综上，本研究通过 RNAi 筛选发现TRIM32可抑制新冠病毒复制，它以依赖 E3 连接酶、不依赖干扰素的方式，直接结合病毒 Nsp14 并对其K9/K200 位点进行 SUMO 化修饰，阻断 ExoN 的 RNA 结合与 Nsp10 招募从而抑制酶活，该机制在多种冠状病毒中高度保守，为广谱抗冠状病毒药物研发提供新靶点。

文章链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2528398123