陳軼霞，邵忠偉，李貴華，王 聰

(西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院生物工程實驗室，蘭州 730124)

具有E3泛素連接酶功能的痘病毒蛋白質(zhì)

陳軼霞*，邵忠偉，李貴華，王 聰

(西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院生物工程實驗室，蘭州 730124)

泛素化是蛋白質(zhì)的翻譯后共價修飾過程，可以調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，涉及多種生理功能。痘病毒在進化過程中形成了擾亂和操縱宿主細胞泛素系統(tǒng)的多種機制，包括編碼多種能干擾宿主泛素系統(tǒng)的病毒蛋白質(zhì)。近年的研究表明痘病毒編碼許多具有泛素連接酶活性的蛋白質(zhì)，如膜相關(guān)RING-CH(MARCH)結(jié)構(gòu)域蛋白、p28/Really Interesting New Gene(RING)finger蛋白、錨蛋白重復(fù)序列/F-box蛋白、Bric-a-Brac Tramtrack Broad complex(BTB)/Kelch蛋白及APC家族蛋白等。作者在本文著重闡述了痘病毒編碼的E3泛素連接酶功能蛋白的研究概況。

痘病毒；E3泛素連接酶；功能蛋白

痘病毒科(Poxviridae)病毒是在細胞質(zhì)中復(fù)制的雙鏈DNA病毒，大約編碼200多種蛋白質(zhì)。該科分為兩個亞科：脊椎動物痘病毒亞科(Chordopoxvirinae)和昆蟲痘病毒亞科(Entomopoxvirinae)。脊椎動物痘病毒亞科包含八個屬[1]。

許多病毒在進化過程中形成了有利于自身的操縱和調(diào)控宿主泛素(ubiquitin，Ub)系統(tǒng)的機制。它們可以編碼泛素連接酶和去泛素化酶，也能劫持泛素化系統(tǒng)的組件去靶向一些細胞的成分[2-3]。此外，病毒可以將泛素化作為一種可逆的翻譯后修飾過程，用有限的病毒蛋白質(zhì)來履行更多的生物功能。例如，人免疫缺陷病毒Gag蛋白[4]和埃博拉病毒VP40蛋白[5]因病毒粒子的出芽和釋放而被泛素化，流感病毒NP蛋白的泛素化和去泛素化與病毒復(fù)制有關(guān)[6]。另外，宿主細胞可以將某些病毒蛋白的泛素化作為限制病毒增殖的機制，如黃病毒NS5蛋白[7]或人乳頭狀病病毒E7蛋白[8]。痘病毒同樣也有調(diào)控Ub系統(tǒng)的多個機制[9-10]，它們能夠編碼自己的Ub連接酶，或者直接抑制細胞E3連接酶的功能，如A49或PACR[11-12]。此外，對痘苗病毒的研究表明病毒完成一個生命周期需要活性蛋白酶體[13]。

泛素化是一種翻譯后修飾過程，包括一個高度保守的8 ku Ub與受體蛋白的共價連接。這個過程至少包括一個高度保守的三酶級聯(lián)(E1-E2-E3)反應(yīng)，即需要E1活化酶活化泛素，隨后轉(zhuǎn)移泛素到E2泛素結(jié)合酶，再通過E3泛素連接酶將活化泛素轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)底物。E3泛素連接酶決定靶標(biāo)蛋白的特異性[14]。

迄今為止，發(fā)現(xiàn)鑒定的E3連接酶可以分為五大類。第一類為HECT結(jié)構(gòu)域家族蛋白質(zhì)；第二類包括c-Cbl、Mdm2、凋亡蛋白抑制因子以及其他包含RING finger結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)，這類連接酶的單個多肽鏈中通常既包含E2結(jié)合域，也包含底物識別基序；第三類 E3連接酶由大蛋白質(zhì)復(fù)合物組成，其包含一個由cullin和RING-CH異二聚體組成的最小的連接酶核心構(gòu)件，比如SCF、APC和VBC復(fù)合物；第四類為U-box蛋白家族；第五類被稱為膜相關(guān)RING-CH(membrane-associated RING-CH，MARCH)蛋白，它的氨基末端包含一個RING-CH結(jié)構(gòu)域，其后緊隨著兩個跨膜結(jié)構(gòu)域[15]。本文主要對當(dāng)前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并鑒定的痘病毒編碼的泛素連接酶功能蛋白進行綜述，以促進對痘病毒與宿主泛素系統(tǒng)相互作用機制的進一步深入研究。

1 痘病毒編碼的E3泛素連接酶功能蛋白

痘病毒編碼許多具有內(nèi)在活性的泛素連接酶，包括膜相關(guān)RING-CH(MARCH)結(jié)構(gòu)域蛋白、p28/Really Interesting New Gene(RING)finger蛋白、錨蛋白重復(fù)序列(Ankyrin repeats，ANK)/F-box蛋白、Bric-a-Brac Tramtrack Broad complex(BTB)/Kelch亞蛋白及APC家族蛋白等。迄今發(fā)現(xiàn)的痘病毒編碼的E3泛素連接酶見表1。

表1 痘病毒編碼的代表性E3泛素連接酶家族成員

Table 1 Representative E3 ubiquitin ligase family members encoded by poxviruses

miRNAs功能Function靶基因Target參考文獻ReferencemiR?122膽固醇水平相關(guān)CAT1[26]miR?196a↑脂肪形成-[40]miR?103↑脂肪形成RAI14[27，44]miR?27a↓脂肪形成-[20]miR?143↑脂肪形成-[20]miR?145↓脂肪形成IRS1[52]miR?181↑脂肪形成TNFα[53]miR?33b↓脂肪形成EBF1[54]miR?199a?5p↓脂肪形成Cav1[58]miR?130b↓脂肪形成PPARγ[62，63]miR?374a/b-C/EBPβ[62，64]

1.1 痘病毒編碼的MARCH E3泛素連接酶

病毒編碼的MARCH E3泛素連接酶的一個特點是其氨基端存在RING-CH finger結(jié)構(gòu)域，后面通常緊跟著兩個跨膜結(jié)構(gòu)域。這一蛋白家族普遍被稱為MARCH蛋白。痘病毒的MARCH E3泛素連接酶的模型見圖1A。

黏液瘤病毒 (myxoma virus，MV)編碼的含RING-CH的蛋白M153R是病毒早期表達的毒力因子，在瞬時轉(zhuǎn)染的細胞中定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[16]。M153R能夠下調(diào)宿主細胞表面MHC-1類分子、促凋亡因子 CD95(Fas)和白細胞活化黏附因子(activated leukocyte cell adhesion molecule，ALCAM)的表達[17]。M153R還具有抑制CD4分子的作用，類似于其對MHC-1類分子的作用[31]。在MV感染過程中，M153的RING-CH結(jié)構(gòu)域作為泛素連接酶，識別CD4 尾部的賴氨酸殘基，使CD4的胞質(zhì)尾泛素化，再通過內(nèi)吞作用和隨后溶酶體的降解導(dǎo)致其內(nèi)化。M153R誘導(dǎo)的細胞表面免疫分子的泛素化和降解，是MV抑制免疫應(yīng)答的一個重要機制。

A.膜相關(guān)RING-CH(MARCH)泛素連接酶，MARCH包含兩個跨膜結(jié)構(gòu)域和N-末端RING-CH域；B.p28/RING泛素連接酶，包含一個C-末端RING結(jié)構(gòu)域和N端KilA-N DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域；C.后期促進復(fù)合物(APC)，推測PACR取代了APC11，從而破壞了APC的功能；D.ANK/F-box泛素連接酶，cullin-1與SKP-1相互作用，SKP-1又與ANK/F-box蛋白相互作用，ANK域與底物相互作用，將其招募到cullin-1泛素連接酶；E.BTB/Kelch(BBK)泛素連接酶，BBK蛋白通過BTB結(jié)構(gòu)域與cullin-3相互作用，通過kelch域招募底物A．Membrane associated RING-CH(MARCH) ubiquitin ligase，MARCH contains two transmembrane domains and a N-terminal RING-CH domain；B.p28/RING，p28 contains a C-terminal RING domain and a N-terminal KilA-N DNA binding domain；C.Anaphase Promoting Complex(APC)，it is hypothesized that PACR displaces APC11 subsequently disrupting APC function；D.ANK/F-box ubiquitin ligases，cullin-1 interacts with SKP-1，which in turn interacts with ANK/F-box proteins.The ANK domain potentially interacts with substrates recruiting them to the cullin-1 ubiquitin ligase；E.BTB/Kelch(BBK) ubiquitin ligases，BBK proteins interact with cullin-3 through their BTB domain.Potential substrates are likely recruited through the kelch domain圖1 不同種類的痘病毒E3泛素連接酶示意圖[9，30]Fig.1 A schematic of different classes of poxvirus E3 ubiquitin ligases

1.2 痘病毒編碼的p28/RING finger蛋白

正痘病毒屬成員鼠痘病毒(ectromelia virus，EV)編碼的一個28 ku的蛋白質(zhì)(p28-RING蛋白)是一種具有RING finger泛素連接酶活性的重要的毒力和抗凋亡因子[18]，在病毒感染早期和晚期均有表達。其他正痘病毒屬成員中也鑒定出了p28-RING 蛋白的同源物，如天花病毒(Variola virus，VARV)、牛痘病毒(cowpox virus，CPXV)、猴痘病毒(monkey pox virus，MPXV)和痘苗病毒(vaccinia virus，VV)IHDW株等[32]。在兔痘病毒屬的2個成員兔纖維瘤病毒(shope fibroma virus，SFV) 和MV的基因組中也發(fā)現(xiàn)了與p28-RING 蛋白同源的蛋白[19，31]，雞痘病毒基因組內(nèi)也存在10個與 p28-RING蛋白具有同源性的ORFs[21]。

p28蛋白包含兩個功能結(jié)構(gòu)域：C末端RING zinc finger結(jié)構(gòu)域和N末端KilA-N DNA結(jié)合域(圖1B)。研究證明，在病毒感染過程中，p28被泛素化，與共軛泛素共定位于被稱為“病毒工廠”的病毒復(fù)制的細胞質(zhì)區(qū)域。p28的泛素連接酶活性依賴其C末端的RING finger結(jié)構(gòu)域，RING finger域缺失或突變，能使其喪失泛素連接酶活性[19-20，33]。在許多大DNA病毒以及細菌和噬菌體中也發(fā)現(xiàn)了KilA-N DNA結(jié)合域[34]。p28在“病毒工廠”的定位依賴KilA-N DNA結(jié)合域[35]。有趣的是，在雞痘病毒(fowlpox virus，F(xiàn)WPV)編碼的8個KilA-N蛋白和金絲雀痘病毒編碼的23個KilA-N蛋白中，只有兩個與RING結(jié)構(gòu)域配對，其余的KilA-N結(jié)構(gòu)域與“未知功能域”相關(guān)，或是KilA-N-only域，這些蛋白質(zhì)的功能目前尚不清楚[36]。體外泛素化檢測表明，VV-IHDW株和VARV的p28同源物也具有泛素連接酶的功能，VARV的p28同源物D4R在體外與泛素結(jié)合酶Ubc4和UbcH5c一起發(fā)揮作用[19，33]。有些痘病毒編碼的p28同源物與p28的親緣關(guān)系較遠，如黏液瘤病毒編碼的M143R、禽痘病毒編碼的FWPV150 和FWPV157。盡管這些蛋白質(zhì)與p28的序列相似性較低，但對泛素連接酶功能至關(guān)重要的半胱氨酸和組氨酸殘基卻是高度保守的，且KILA-N結(jié)構(gòu)域的關(guān)乎DNA結(jié)合的關(guān)鍵殘基44-51殘基也很相似。研究證明，M143R、FPV150和FWPV157也在感染期間被泛素化，并與結(jié)合泛素共定位于“病毒工廠”[21]，說明p28及其同源物的功能在痘病毒家族的成員之間是高度保守的。

像許多細胞泛素連接酶一樣，p28在病毒感染過程中受到蛋白酶體降解和泛素化的嚴格調(diào)控，還可通過自身泛素化進行自我調(diào)節(jié)[20]。p28及其同源物能催化形成賴氨酸-63(K63)和賴氨酸-48(K48)連接的泛素鏈，通過-K48形成的泛素鏈與蛋白酶體降解靶蛋白的作用相關(guān)，而-K63鏈充當(dāng)介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的支架，或改變靶蛋白的亞細胞定位?？梢酝茰y，p28及其同源物在病毒的感染過程中可能發(fā)揮著較為復(fù)雜的生物功能。已經(jīng)有研究表明，在鼠痘病毒感染的過程中，p28參與抑制病毒感染誘導(dǎo)的細胞凋亡，從而促進病毒復(fù)制[37]。另外，p28及其同源物在先于“病毒工廠”形成的感染早期也有表達，表明早期的p28可能泛素化其他蛋白質(zhì)[21]。由于p28及其同源物定位于病毒工廠，所以病毒工廠中很可能存在潛在底物。

雖然在闡明p28 及其同源物的E3泛素連接酶活性，以及其與病毒體外復(fù)制和體內(nèi)逃避宿主的抗病毒效應(yīng)之間的聯(lián)系等方面取得了巨大的進展，但還有很多問題需要進一步研究。例如其宿主的和/或病毒的靶標(biāo)底物的特性和數(shù)量、調(diào)控其催化活性的機制以及抗凋亡反應(yīng)的機制尚不清楚。

1.3 痘病毒的APC家族E3泛素連接酶

后期促進復(fù)合物(anaphase-promoting complex，APC)或細胞周期體是已知最大的細胞泛素連接酶復(fù)合物，至少由12亞基組成(圖1C)。APC催化泛素連接到分離酶抑制蛋白和有絲分裂細胞周期蛋白的賴氨酸側(cè)鏈[38]。APC的亞基APC2(cullin 家族的遠親成員)和 APC11(一個RING-H2 finger蛋白)組成APC的最基本的泛素連接酶組件[39]。

最近的研究發(fā)現(xiàn)，痘病毒的RING-finger蛋白家族與APC11的RING結(jié)構(gòu)域有相似的序列。如鱷魚痘病毒(crocodile poxvirus，CRV)CRV047蛋白[40]、傳染性軟疣病毒(molluscum contagiosum virus，MOCV) MC026L蛋白[41]、羊口瘡病毒(contagious pustular dermatitis virus，ORFV)PACR蛋白[12]。這些痘病毒蛋白質(zhì)都包含一個類似于APC11 的RING-H2 基序修飾的RING-finger結(jié)構(gòu)域。ORFV PACR(痘病毒的APC/細胞周期調(diào)節(jié)器)是迄今研究的唯一的APC11同源物。 PACR被證明能與APC亞基APC2、APC3和APC4共沉淀，并且以與APC11一樣的方式與APC復(fù)合物相互連接。然而，序列分析發(fā)現(xiàn)，PACR和其他痘病毒PACR同源物包含能抑制E2泛素結(jié)合酶結(jié)合到復(fù)合物的RING結(jié)構(gòu)域的突變，從而抑制底物泛素化。APC的抑制可促進細胞進入S期，細胞周期的這一階段可能存在另外的有助于病毒復(fù)制的細胞因子。另外，APC的兩個靶標(biāo)，即細胞的核糖核苷酸還原酶和胸苷激酶蛋白，在DNA合成所需的游離核苷酸池發(fā)揮作用。痘病毒通常編碼自身的胸苷激酶和核糖核苷酸還原酶基因，然而，病毒胸苷激酶和核糖核苷酸還原酶基因在ORFV以及其他編碼PARC同源物的病毒中不存在。與此相反，許多缺乏PACR同源基因的病毒編碼自身胸苷激酶基因。推測編碼APC抑制劑的主要原因之一就是上調(diào)細胞胸苷激酶和核糖核苷酸還原酶基因，以彌補游離核苷酸池功能的缺陷[12]。這些病毒蛋白質(zhì)在E3 泛素連接酶復(fù)合物的形成和調(diào)控中的功能仍需進一步研究。

1.4 痘病毒編碼的ANK/F-box蛋白

錨蛋白重復(fù)序列和F-box結(jié)構(gòu)域蛋白是痘病毒編碼的大分子蛋白質(zhì)家族之一，大小在400～650個氨基酸之間，其N-末端有5～10個ANK重復(fù)序列，C-末端包含與F-box結(jié)構(gòu)域相類似的保守序列，具有將底物募集到細胞SCF(SKP-1、cullin、F-box)泛素連接酶復(fù)合物上的功能[42](圖1D)。痘病毒的F-box樣結(jié)構(gòu)域后來被命名為PRANC(pox protein repeats of ankyrin-C terminal，PRANC)。

許多痘病毒編碼ANK/PRANC蛋白。對黏液瘤病毒的研究首次發(fā)現(xiàn)了痘病毒ANK/PRANC蛋白與SCF復(fù)合體之間的相互作用。MT-5是黏液瘤病毒編碼的4個ANK/PRANC蛋白(M-T5、M148、M149、M150)的其中之一，其N末端有7個ANK重復(fù)序列結(jié)構(gòu)域，C末端有1個F-box基序，與cullin-1共定位于細胞核，調(diào)節(jié)細胞周期和與Akt蛋白的相互作用[22-23]。黏液瘤病毒編碼的這4個ANK/PRANC蛋白都在病毒的毒力中發(fā)揮作用，缺乏所有的ANK/PRANC蛋白的重組黏液瘤病毒促進了細胞的多種抗病毒通路，毒力極大減弱[24，43]。M150的N-末端有9個的ANK重復(fù)序列，C-末端有一個F-box結(jié)構(gòu)域，是細胞SCF復(fù)合物的一部分，與核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)的p65亞基共定位于細胞核，表明M150涉及對NF-κB的抑制[44]。M148蛋白有10個ANK重復(fù)序列，定位在細胞質(zhì)和細胞核中。M149蛋白中有9個ANK重復(fù)序列，以點狀形式均勻分布在細胞質(zhì)中。病毒在培養(yǎng)的細胞中的增殖都不需要M148和M149蛋白，但它們卻都是 MV 感染家兔的毒力因子[24]。M148、M149 和 M150的結(jié)合伴侶和潛在的目標(biāo)底物尚不清楚。體外泛素化測定證明羊口瘡病毒編碼的5個ANK/PRANC蛋白均與SCF泛素連接酶復(fù)合物的功能相關(guān)[26]。 同樣，鼠痘病毒、牛痘病毒和痘苗病毒蛋白的F-box結(jié)構(gòu)域也是與SCF復(fù)合體相互作用所必不可少的[25，27，45]。鼠痘病毒編碼的4個ANK/PRANC蛋白(EVM002、 EVM005、EVM154、EVM165)靶向SCF阻止NF-κB 抑制劑 IκBα的降解，抑制NF-κB 的核轉(zhuǎn)運[27]。牛痘病毒編碼的ANK/PRANC蛋白CP77是一個宿主范圍蛋白，與NF-κB轉(zhuǎn)錄因子p65相互作用，抑制炎性細胞因子的轉(zhuǎn)錄[45]。利用酵母雙雜交篩選，發(fā)現(xiàn)天花病毒編碼的G1R ANK/PRANC蛋白與NF-κB調(diào)節(jié)蛋白NFκB1/p105以及SKP1有關(guān)聯(lián)。G1R及其牛痘病毒、猴痘病毒和鼠痘病毒的G1R同源物(CPXV006、MPXV003、EVM002)都能結(jié)合p105，并在TNFα刺激后，抑制G1R的降解[46]。此外，CPXV006缺失病毒在培養(yǎng)的細胞中顯示出促炎細胞因子釋放的增加，并且感染C57BL/6小鼠后，毒力輕微減弱[47]。總之，痘病毒很可能利用這些ANK/PRANC蛋白為SCF1泛素連接酶招募新的靶蛋白，并利用宿主的泛素-蛋白酶機制降解特異的細胞(也可能是病毒的)蛋白質(zhì)以幫助病毒復(fù)制。痘病毒ANK/PRANC蛋白對NF-κB信號通路的調(diào)控似乎是一個共同的趨勢。

1.5 痘病毒編碼的BTB/Kelch(BBK)蛋白

BTB(Bric-a-Brac Tramtrack Broad complex，BTB)結(jié)構(gòu)域是一個高度保守的蛋白-蛋白相互作用基序，涉及許多細胞功能。BTB蛋白的BTB結(jié)構(gòu)域與cullin-3和kelch、MATH或Zinc Fingers等底物招募域連接，介導(dǎo)依賴cullin-3的泛素連接酶復(fù)合物的cullin與底物的結(jié)合，使靶蛋白泛素化[48](圖1E)。痘病毒是已知的唯一編碼 BTB-BACK-Kelch(BBK) 蛋白的病毒家族。例如，痘苗病毒編碼3個BBK蛋白[49]；牛痘病毒編碼6個BBK蛋白[50]；鼠痘病毒株Moscow株(EVM)編碼4個BBK蛋白[51]；猴痘病毒只編碼一個BBK蛋白[52]。

鼠痘病毒編碼的BTB/kelch蛋白EVM150和EVM167的BTB結(jié)構(gòu)域是與cullin-3連接所必需的；EVM150 和 EVM167與共軛泛素、Roc1相互作用，Roc1是一個有活性的cullin-3泛素連接酶復(fù)合物所必需的RING-finger蛋白[28]。新近的研究表明，EVM150能夠抑制宿主的NF-κB通路，且其作為cullin-3泛素連接酶復(fù)合物的適配器的功能并不依賴它的kelch結(jié)構(gòu)域[53]。

有證據(jù)表明在痘病毒的生命周期中BBK蛋白具有重要作用。缺乏BTB/kelch蛋白C2L、F3L或A55R的痘苗病毒皮下注射小鼠模型后，發(fā)病機制發(fā)生改變，但是它們在宿主細胞泛素通路中的作用仍不清楚[54-56]。缺失BTB/kelch基因D11L、C18L、G3L和A57R的牛痘病毒GRI-90株，也導(dǎo)致宿主范圍改變和毒力減弱[29]。另據(jù)報道，綿羊痘病毒的BBK蛋白SPPV-019是一個重要的毒力因子。利用SPPV-019基因敲除的病毒模型，發(fā)現(xiàn)SPPV-019具有調(diào)節(jié)細胞黏附和影響病毒毒力的作用[57]。這些觀察結(jié)果表明，BTB/KELCH蛋白質(zhì)能操縱細胞宿主環(huán)境。然而迄今為止，還沒有鑒定出痘病毒BBK蛋白的確切底物。有趣的是，最近通過酵母雙雜交篩選發(fā)現(xiàn)，痘苗病毒編碼的BBK蛋白WR026(COP-C2L)與一個小的熱休克蛋白，細胞晶狀體蛋白alpha B(CRYAB)有相互作用[58]。WR026能否調(diào)控alpha B以發(fā)生cullin-3介導(dǎo)的泛素化需要進一步研究。雖然大多數(shù)痘病毒BBK蛋白的具體作用還不清楚，但據(jù)推測，它們可充當(dāng)cullin-3底物特異性的連接蛋白，類似于它們在細胞中的作用。所有的痘病毒BBK蛋白是否都參與泛素通路，或靶向宿主的其他通路，有待進一步研究。未來，鑒定其靶向的底物將對了解細胞抗病毒反應(yīng)提供新的視野。

2 展 望

自從首次發(fā)現(xiàn)痘病毒編碼的蛋白質(zhì)具有泛素連接酶活性以來，該領(lǐng)域以令人鼓舞的步伐迅速邁進。從目前的研究來看，痘病毒能編碼操縱泛素-蛋白酶體系統(tǒng)多種蛋白質(zhì)。包括痘病毒編碼的泛素、泛素連接酶以及作為 E3泛素連接酶復(fù)合物組分的蛋白質(zhì)、泛素通路的抑制劑、效應(yīng)器等。雖然對痘病毒蛋白質(zhì)在操縱宿主泛素系統(tǒng)中的作用的理解取得了一定的進展，但仍有許多重要問題有待解決。目前對痘病毒E3泛素連接酶的理解還很有限，包括許多E3泛素連接酶的確切底物的鑒定以及它們的相關(guān)功能。此外，確定痘病毒編碼的E3泛素連接酶是否具有通過序列預(yù)測而得出的轉(zhuǎn)運蛋白酶體的功能也很重要。鑒于痘病毒與宿主之間復(fù)雜的相互作用，未來有關(guān)泛素系統(tǒng)如何在痘病毒生命周期中重新配置的研究，可能同時揭示出缺乏病毒感染時，這些重要的宿主細胞通路的新的功能。

[1] MOSS B.Poxviridae：the viruses and their replicaton[M]//Fields Virology.5th edn.KNIPE D M，HOWLEY P M，GRIFFIN D E，et al.Philadelphia，PA：Lippincott Williams & Wilkins，2007：2905-2946.

[2] RANDOW F，LEHNER P J.Viral avoidance and exploitation of the ubiquitin system[J].NatCellBiol，2009，11(5)：527-534.

[3] GUSTIN J K，MOSES A V，F(xiàn)RüH K，et al.Viral takeover of the host ubiquitin system[J].FrontMicrobiol，2011，2：161.

[5] MORITA E，SANDRIN V，MCCULLOUGH J，et al.ESCRT-III protein requirements for HIV-1 budding[J].CellHostMicrobe，2011，9(3)：235-242.

[6] LIAO T L，WU C Y，SU W C，et al.Ubiquitination and deubiquitination of NP protein regulates influenza A virus RNA replication[J].EMBOJ，2010，29(22)：3879-3890.

[7] TAYLOR R T，LUBICK K J，ROBERTSON S J，et al.TRIM79α，an interferon-stimulated gene product，restricts tick-borne encephalitis virus replication by degrading the viral RNA polymerase[J].CellHostMicrobe，2011，10(3)：185-196.

[8] KAMIO M，YOSHIDA T，OGATA H，et al.SOCS1[corrected]inhibits HPV-E7-mediated transformation by inducing degradation of E7 protein[J].Oncogene，2004，23(17)：3107-3115.

[9] BARRY M，VAN BUUREN N，BURLES K，et al.Poxvirus exploitation of the ubiquitin-proteasome system[J].Viruses，2010，2(10)：2356-2380.

[10] SHCHELKUNOV S N.Interaction of orthopoxviruses with the cellular ubiquitin-ligase system[J].VirusGenes，2010，41(3)：309-318.

[11] MANSUR D S，MALUQUER DE MOTES C，UNTERHOLZNER L，et al.Poxvirus targeting of E3 ligase β-TrCP by molecular mimicry：a mechanism to inhibit NF-κB activation and promote immune evasion and virulence[J].PLoSPathog，2013，9(2)：e1003183.

[12] MO M，F(xiàn)LEMING S B，MERCER A A.Cell cycle deregulation by a poxvirus partial mimic of anaphase-promoting complex subunit 11[J].ProcNatlAcadSciUSA，2009，106(46)：19527-19532.

[13] MERCER J，SNIJDER B，SACHER R，et al.RNAi screening reveals proteasome-and cullin3-dependent stages in vaccinia virus infection[J].CellRep，2012，2(4)：1036-1047.

[14] KOMANDER D，RAPE M.The ubiquitin code[J].AnnuRevBiochem，2012，81：203-229.

[15] OHMURA-HOSHINO M，GOTO E，MATSUKI Y，et al.A novel family of membrane-bound E3 ubiquitin ligases[J].JBiochem，2006，140(2)：147-154.

[16] GUERIN J L，GELFI J，BOULLIER S，et al.Myxoma virus leukemia-associated protein is responsible for major histocompatibility complex class I and Fas-CD95 down-regulation and defines scrapins，a new group of surface cellular receptor abductor proteins[J].JVirol，2002，76(6)：2912-2923.

[17] BARTEE E，MCCORMACK A，F(xiàn)RüH K.Quantitative membrane proteomics reveals new cellular targets of viral immune modulators[J].PLoSPathog，2002，2(10)：e107.

[18] SENKEVICH T G，WOLFFE E J，BULLER R M.Ectromelia virus RING finger protein is localized in virus factories and is required for virus replication in macrophages[J].JVirol，1995，69(7)：4103-4111.

[19] NERENBERG B T，TAYLOR J，BARTEE E，et al.The poxviral RING protein p28 is a ubiquitin ligase that targets ubiquitin to viral replication factories[J].JVirol，2005，79(1)：597-601.

[20] MOTTET K，BAREISS B，MILNE C D，et al.The poxvirus encoded ubiquitin ligase，p28，is regulated by proteasomal degradation and autoubiquitination[J].Virology，2014，468-470：363-378.

[21] BAREISS B，BARRY M.Fowlpox virus encodes two p28-like ubiquitin ligases that are expressed early and late during infection[J].Virology，2014，462-463：60-70.

[22] JOHNSTON J B，WANG G，BARRETT J W，et al.Myxoma virus M-T5 protects infected cells from the stress of cell cycle arrest through its interaction with host cell cullin-1[J].JVirol，2005，79(16)：10750-10763.

[23] WERDEN S J，LANCHBURY J，SHATTUCK D，et al.The myxoma virus m-t5 ankyrin repeat host range protein is a novel adaptor that coordinately links the cellular signaling pathways mediated by Akt and Skp1 in virus-infected cells[J].JVirol，2009，83(23)：12068-12083.

[24] BLANIé S，MORTIER J，DELVERDIER M，et al.M148R and M149R are two virulence factors for myxoma virus pathogenesis in the European rabbit[J].VetRes，2009，40(1)：11.

[25] SPERLING K M，SCHWANTES A，SCHNIERLE B S，et al.The highly conserved orthopoxvirus 68k ankyrin-like protein is part of a cellular SCF ubiquitin ligase complex[J].Virology，2008，374(2)：234-239.

[26] SONNBERG S，SEET B T，PAWSON T，et al.Poxvirus ankyrin repeat proteins are a unique class of F-box proteins that associate with cellular SCF1 ubiquitin ligase complexes[J].ProcNatlAcadSciUSA，2008，105(31)：10955-10960.

[27] BURLES K，VAN BUUREN N，BARRY M.Ectromelia virus encodes a family of Ankyrin/F-box proteins that regulate NFκB[J].Virology，2014，468-470：351-362.

[28] WILTON B A，CAMPBELL S，VAN BUUREN N，et al.Ectromelia virus BTB/kelch proteins，EVM150 and EVM167，interact with cullin-3-based ubiquitin ligases[J].Virology，2008，374(1)：82-99.

[29] KOCHNEVA G，KOLOSOVA I，MAKSYUTOVA T，et al.Effects of deletions of kelch-like genes on cowpox virus biological properties[J].ArchVirol，2005，150(9)：1857-1870.

[30] ZHANG L，VILLA N Y，MCFADDEN G.Interplay between poxviruses and the cellular ubiquitin/ubiquitin-like pathways[J].FEBSLett，2009，583(4)：607-614.

[31] MANSOURI M，BARTEE E，GOUVEIA K，et al.The PHD/LAP-domain protein M153R of myxomavirus is a ubiquitin ligase that induces the rapid internalization and lysosomal destruction of CD4[J].JVirol，2003，77(2)：1427-1440.

[32] UPTON C，SCHIFF L，RICE S A，et al.A poxvirus protein with a RING finger motif binds zinc and localizes in virus factories[J].JVirol，1994，68(7)：4186-4195.

[33] HUANG J，HUANG Q，ZHOU X，et al.The poxvirus p28 virulence factor is an E3 ubiquitin ligase[J].JBiolChem，2004，279(52)：54110-54116.

[34] IYER L M，KOONIN E V，ARAVIND L.Extensive domain shuffling in transcription regulators of DNA viruses and implications for the origin of fungal APSES transcription factors[J].GenomeBiol，2002，3(3)：RESEARCH0012.

[35] BRICK D J，BURKE R D，SCHIFF L，et al.Shope fibroma virus RING finger protein N1R binds DNA and inhibits apoptosis[J].Virology，1998，249(1)：42-51.

[36] TULMAN E R，AFONSO C L，LU Z，et al.The genome of canarypox virus[J].JVirol，2004，78(1)：353-366.

[37] BRICK D J，BURKE R D，MINKLEY A A，et al.Ectromelia virus virulence factor p28 acts upstream of caspase-3 in response to UV light-induced apoptosis[J].JGenVirol，2000，81(Pt4)：1087-1097.

[38] PESIN J A，ORR-WEAVER T L.Regulation of APC/C activators in mitosis and meiosis[J].AnnuRevCellDevBiol，2008，24：475-499.

[39] TANG Z，LI B，BHARADWAJ R，et al.APC2 Cullin protein and APC11 RING protein comprise the minimal ubiquitin ligase module of the anaphase-promoting complex[J].MoBiolCell，2001，12(12)：3839-3851.

[40] AFONSO C L，TULMAN E R，DELHON G，et al.Genome of crocodilepox virus[J].JVirol，2006，80(10)：4978-4991.

[41] SENKEVICH T G，KOONIN E V，BUGERT J J，et al.The genome of molluscum contagiosum virus：analysis and comparison with other poxviruses[J].Virology，1997，233(1)：19-42.

[42] HERBERT M H，SQUIRE C J，MERCER A A.Poxviral ankyrin proteins[J].Viruses，2015，7(2)：709-738.

[43] LAMB S A，RAHMAN M M，MCFADDEN G.Recombinant myxoma virus lacking all poxvirus ankyrin-repeat proteins stimulates multiple cellular anti-viral pathways and exhibits a severe decrease in virulence[J].Virology，2014，464-465：134-145.

[44] BLANIé S，GELFI J，BERTAGNOLI S，et al.MNF，an ankyrin repeat protein of myxoma virus，is part of a native cellular SCF complex during viral infection[J].VirolJ，2010，7：56.

[45] CHANG S J，HSIAO J C，SONNBER G，et al.Poxvirus host range protein CP77 contains an F-box-like domain that is necessary to suppress NF-kappaB activation by tumor necrosis factor alpha but is independent of its host range function[J].JVirol，2009，83(9)：4140-4152.

[46] MOHAMED M R，RAHMAN M M，LANCHBURY J S，et al.Proteomic screening of variola virus reveals a unique NF-kappaB inhibitor that is highly conserved among pathogenic orthopoxviruses[J].ProcNatlAcadSciUSA，2009，106(22)：9045-9050.

[47] MOHAMED M R，RAHMAN M M，RICE A，et al.Cowpox virus expresses a novel ankyrin repeat NF-kappaB inhibitor that controls inflammatory cell influx into virus-infected tissues and is critical for virus pathogenesis[J].JVirol，2009，83(18)：9223-9236.

[48] STOGIOS P J，DOWNS G S，JAUHAL J J，et al.Sequence and structural analysis of BTB domain proteins[J].GenomeBiol，2005，6(10)：R82.

[49] KOTWAL G J，MOSS B.Analysis of a large cluster of nonessential genes deleted from a vaccinia virus terminal transposition mutant[J].Virology，1988，167(2)：524-537.

[50] SHCHELKUNOV S N，SAFRONOV P F，TOTMENIN A V，et al.The genomic sequence analysis of the left and right species-specific terminal region of a cowpox virus strain reveals unique sequences and a cluster of intact ORFs for immunomodulatory and host range proteins[J].Virology，1998，243(2)：432-460.

[51] MAVIAN C，LPEZ-BUENO A，BRYANT N A，et al.The genome sequence of ectromelia virus Naval and Cornell isolates from outbreaks in North America[J].Virology，2014，462-463：218-226.

[52] SHCHELKUNOV S N，TOTMENIN A V，SAFRONOV P F，et al.Analysis of the monkeypox virus genome[J].Virology，2002，297(2)：172-194.

[53] WANG Q，BURLES K，COUTURIER B，et al.Ectromelia virus encodes a BTB/kelch protein，EVM150，that inhibits NF-κB signaling[J].JVirol，2014，88(9)：4853-4865.

[54] BEARD P M，F(xiàn)ROGGATT G C，SMITH G L.Vaccinia virus kelch protein A55 is a 64 kDa intracellular factor that affects virus-induced cytopathic effect and the outcome of infection in a murine intradermal model[J].JGenVirol，2006，87(Pt6)：1521-1529.

[55] FROGGATT G C，SMITH G L，BEARD P M.Vaccinia virus gene F3L encodes an intracellular protein that affects the innate immune response[J].JGenVirol，2007，88(Pt7)：1917-1921.

[56] PIRES DE MIRANDA M，READING P C，TSCHARKE D C，et al.The vaccinia virus kelch-like protein C2L affects calcium-independent adhesion to the extracellular matrix and inflammation in a murine intradermal model[J].JGenVirol，2003，84(Pt9)：2459-2471.

[57] BALINSKY C A，DELHON G，AFONSO C L，et al.Sheeppox virus kelch-like gene SPPV-019 affects virus virulence[J].JVirol，2007，81(20)：11392-11401.

[58] ZHANG L，VILLA N Y，RAHMAN M M，et al.Analysis of vaccinia virus-host protein-protein interactions：Validations of yeast two-hybrid screenings[J].JProteomeRes，2009，8(9)：4311-4318.

(編輯 白永平)

Poxvirus Encode Proteins with E3 Ubiquitin Ligase Function

CHEN Yi-xia*，SHAO Zhong-wei，LI Gui-hua，WANG Cong

(CollegeofLifeScienceandEngineering，NorthwestUniversityforNationalities，Lanzhou730124，China)

Ubiquitylation is a covalent post-translational modification that regulates protein stability and is involved in many biological functions.Many poxviruses have evolved multiple mechanisms to perturb the cell ubiquitin system and manipulate it to their own benefit.Such as the poxvirus family encode ubiquitin ligases with intrinsic activity，including the membrane-associated RING-CH(MARCH) domain，p28/Really Interesting New Gene(RING) finger，ankyrin-repeat/F-box and Broad-complex，Tramtrack and Bric-a-Brac(BTB)/Kelch subgroups of the E3 Ub ligase superfamily.Here we describe and discuss the proteins with E3 ubiquitin ligase function encoded by poxvirus.

poxvirus；E3 ubiquitin ligase；functional protein

10.11843/j.issn.0366-6964.2015.12.002

2015-05-05

國家自然科學(xué)基金(31260609；31560697)

陳軼霞(1969-)，女，甘肅隴西人，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事動物重大疫病病原分子生物學(xué)研究，E-mail：chenyx69@126.com

S855.3；S852.659.1

A

0366-6964(2015)12-2127-08

*通信作者：陳軼霞