蜱传脑炎病毒膜融合中的亚稳态和酸性pH的作用

蜱传脑炎病毒的包膜蛋白E与阿尔法病毒的E1蛋白一样，是一种II类病毒融合蛋白，其结构和机制可能与I类病毒融合蛋白有显著不同。天然蜱传脑炎病毒粒子的表面覆盖着一个二十面体对称的E同源二聚体网络，这些二聚体在内涵体中介导低pH诱导的融合。在融合的pH值下，E同源二聚体不可逆转地转变为三聚体形式，通过内在荧光测量我们发现这种三聚体比天然二聚体更稳定。因此，蜱传脑炎病毒E蛋白类似于典型的I类融合蛋白——流感病毒血凝素（HA），因为它最初是在一个亚稳态中合成的，这种状态使其能够通过暴露于低pH被转变为融合状态。然而，与流感病毒HA的观察结果不同，这一转变不能仅通过输入热能触发，只有当病毒暴露于酸性pH时，才能诱导膜融合。在之前的研究中，我们显示二聚体到三聚体的转变似乎是一个两步过程，涉及二聚体的可逆解离，随后是解离的单体亚基的不可逆三聚体化。由于第一步中的二聚体-单体平衡显然依赖于E的质子化状态，中性pH下单体缺乏可用于三聚体化的解释了为何尽管天然E二聚体具有亚稳态，但低pH对于融合是至关重要的。