正链RNA病毒复制酶结构与功能研究进展

    4、RdRp的研究意义

    4.1  有助于研发抗病毒药物：正链RNA病毒不仅对人类的健康构成了威胁而且严重危害着经济动植物的生长，为了有效的预防和抵抗这类病毒的侵袭，就必须深入了解病毒的整个生命周期，掌握病毒RNA基因组的复制过程，明确RdRp在整个复制过程中的作用机制。在此基础上，可以考虑将RdRp作为抗病毒治疗的靶标，研究抗病毒药物，在基因组复制环节，阻断病毒的生命过程。近年来，RNA沉默技术为研发抗RNA病毒的药物提供了一个崭新的途径，因此，可以根据RdRp的基因序列，利用RNA干扰方法，减弱或阻断病毒的复制过程，进而达到抗病毒治疗的目的。例如，Ashfaq等研究认为针对于非结构蛋白NS2-NS5B(RdRlD)的siRNAs可以有效地阻止HCV在Huh-7细胞内的复制。NS4Bsi-166和NS5Bsi-1064可以引起HCV RNA基因组明显的减少，并且在20µmol/L浓度时可以抑制病毒滴度达90%以上。RNA沉默药物将有望成为一种更为高效快捷的抗病毒治疗途径。

    4.2  有助于研发疫苗：同其他的RNA病毒一样，RdRp的复制缺乏校准机制，其错配率一般在10^-3～l0^-4之间。正是因为这个原因，RNA病毒种群是以准种的形式存在的。由于准种多样性的原因，RNA病毒在面对选择压力时可以很快的适应，例如暴露在宿主的免疫防御机制下的时候。RNA病毒准种的多样性使得RNA病毒的种群的量已经接近“误差灾变论”的阈值，因此，适当增加错配率的话就会导致大部分病毒基因组失去活性以及病毒种群的灭亡。比如核苷酸类似物病毒唑的突变则增加了PV基因组的核酸错配率，就会导致病毒种群的灭亡，所以，PV对于病毒唑的抵抗依赖于RdRp中的一个氨基酸位点的突变即：Gly64→Ser(G64S)。有趣的是，这个突变增加了RdRp复制的保真性，所以，在病毒复制的时候错配率就相应的减少了。RNA病毒种群的生存依赖于其复制的错误性和基因组灵活性之间的一种平衡。复制错配率太高会导致种群的灭亡，过低则会因不能适应宿主的环境而灭亡。所以，RdRp复制的保真性则使得临床诊断的意义更加重大。

    病毒复制的错误性直接决定了病毒种群躲避免疫中和作用和抵抗抗病毒药物的能力，相应的，RdRp保真性微小的增加都会使病毒的毒力减弱。据此，可以考虑研制RNA病毒的减毒疫苗。RdRp还与病毒的感染相关，最初将其称为病毒感染相关抗原，有研究表明该蛋白可能含有一些特异性的抗原位点，通过对其潜在B细胞表位的预测、分析和研究，进一步研发抗病毒的多表位疫苗也是一条良好的思路。

    4.3  有助于研究RNA病毒的分子演化  对于正链RNA病毒RdRp结构和功能的研究也许和分子演化的过程也是密切相关的。地球上早期的生命形式很可能是由RNAs占据着主导地位，它不仅是遗传物质而且也是催化单位。RNA是很多细胞生命过程中重要的组成部分，在翻译、核酸剪接和DNA复制等过程中都发挥了重要的作用，RNA的这种广泛的存在性是和它在生命进化过程中的原始功能是一致的。DNA和蛋白质是在随后的细胞生命过程中出现的，病毒复制酶很有可能是首批出现的蛋白质中的一员，具有特异性识别DNA的能力。RdRP在RNA合成过程中的一些高度有序的作用步骤和DdRps是相一致的。Siegel等研究认为雀麦草花叶病毒(Brome mosaic virus，BMV)的RdRp可以精确地以单股DNA为模板起始RNA的合成，而且，模板竞争实验结果显示，RdRp在与RNA和DNA的相互作用过程中具有相似的亲和力。这些结果表明了RdRp可以很容易地参与到DNA的转录过程中。因此，研究不同种RNA病毒复制酶基因之间的亲缘关系，对于揭示病毒之间的遗传和进化关系具有重要意义，对于一些新发现的RNA病毒，可以根据其复制酶基凶的编码序列，判定它在RNA病毒家族中的地位，也可以据此探讨其来源及演化规律。

    5、结语：

    研究RNA病毒的复制过程与机理对于阐述该类病毒的生命周期与规律，甚至研发抗病毒药物或疫苗等都具有重要意义。而RdRp则是催化RNA病毒复制的关键蛋白酶，阐明了RdRp的生物学特性、结构与功能以及发挥催化功能的机制等，也就拿到了研究RNA病毒生命规律的钥匙。近年来，随着生物信息学及多种生命科学研究技术的不断发展，一些重要RNA病毒的复制酶结构和功能陆续得到了比较透彻的研究，其研究成果也被逐渐应用于RNA病毒的基础和应用研究之中。可以相信，随着对RdRp结构与功能的不断深入探索和研究，我们对单股正链RNA病毒的生命规律将会有更清晰的了解和认识、这对于研发新型和有效的抗病毒药物和疫苗等将具有重要的理论和指导价值。

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