C型肝炎ウイルス（HCV）感染のヒト内因性阻害剤であるVAPCは、本質的に非構造化されていますが、HCV NS5Bと「ファジー複合体」を形成します。

世界中のC型肝炎ウイルス（HCV）に感染している約2億人が感染しています。HCVゲノムを複製するには、HCV非構造タンパク質（NS5Bを含む）とVAPBなどのヒト宿主因子の両方によって膜関連の機械を形成する必要があります。最近、VAPBのスプライシングバリアントである99-Residue VAPCは、NS5Bへの結合を介してHCV複製を阻害することが実証されたため、HCV感染の内因性阻害剤として作用しました。これまでのところ、VAPCの構造は不明のままであり、NS5Bとの相互作用は生物物理学的に特徴付けられていません。この研究では、VAPCで広範なCDおよびNMR調査を実施し、いくつかのストライキ所見を引き起こしました：1）N末端70残基はVAPCおよびVAPBでは同一ですが、VAPBで特徴的なβバレルMSP foldを構成しますが、VAPCは溶液で完全に非整理され、ヘリカル様式化された浸透性があります。2）VAPCは実際にNS5Bに結合することができ、平均解離定数（kd）は〜20 µmです。興味深いことに、VAPCは複合体でも動的なままであり、VAPC-NS5Bが「ファジーな複合体」であることを示唆しています。3）NMRマッピングは、NS5Bの主要な結合領域がVAPCのC末端半分の上に位置していることを明らかにしました。VAPCは3つの離散クラスターで構成されており、そのうち最初はVAPCとVAPBで同一の領域を含みます。〜12残基を含む2番目の領域は、この領域内の4つの残基の変異が結合活性のほぼ完全な損失につながるため、結合に重要な役割を果たすようです。4）2番目の領域を含むVAPC-14の14レシド模倣物は、親和性の約3倍の減少しかありません。私たちの研究は、ヒューマン要因がHCV複製機械の形成をどのように媒介するかについての重要な洞察を提供するだけでなく、VAPC-14の設計にもつながり、VAPCの機能を探求し、抗HCV分子を開発するために使用できます。

Nearly 200 million people are infected by hepatitis C virus (HCV) worldwide. For replicating the HCV genome, the membrane-associated machinery needs to be formed by both HCV non-structural proteins (including NS5B) and human host factors such as VAPB. Recently, the 99-residue VAPC, a splicing variant of VAPB, was demonstrated to inhibit HCV replication via binding to NS5B, thus acting as an endogenous inhibitor of HCV infection. So far, the structure of VAPC remains unknown, and its interaction with NS5B has not been biophysically characterized. In this study, we conducted extensive CD and NMR investigations on VAPC which led to several striking findings: 1) although the N-terminal 70 residues are identical in VAPC and VAPB, they constitute the characteristic β-barrel MSP fold in VAPB, while VAPC is entirely unstructured in solution, only with helical-like conformations weakly populated. 2) VAPC is indeed capable of binding to NS5B, with an average dissociation constant (Kd) of ∼20 µM. Intriguingly, VAPC remains dynamic even in the complex, suggesting that the VAPC-NS5B is a "fuzzy complex". 3) NMR mapping revealed that the major binding region for NS5B is located over the C-terminal half of VAPC, which is composed of three discrete clusters, of which only the first contains the region identical in VAPC and VAPB. The second region containing ∼12 residues appears to play a key role in binding since mutation of 4 residues within this region leads to almost complete loss of the binding activity. 4) A 14-residue mimetic, VAPC-14 containing the second region, only has a ∼3-fold reduction of the affinity. Our study not only provides critical insights into how a human factor mediates the formation of the HCV replication machinery, but also leads to design of VAPC-14 which may be further used to explore the function of VAPC and to develop anti-HCV molecules.