CREB結合タンパク質の分解と、ブタ生殖および呼吸器症候群ウイルスNSP1αサブユニットの亜鉛フィンガーモチーフによるI型インターフェロン誘導の変調

PRRSウイルスの非構造タンパク質（NSP）1は、I型インターフェロン（IFN）のウイルス拮抗薬であり、NSP1を発現する細胞では、CREB結合タンパク質（CBP）が分解されます。NSP1はNSP1αおよびNSP1βサブユニットに自動処理され、本研究では、NSP1αサブユニットがCBP分解の原因であることを示しています。NSP1αサブユニットには、3つの異なる機能モチーフが含まれています。パパイン様システインプロテアーゼα（PCPα）モチーフ、N末端亜鉛フィンガーモチーフ（ZF1）、および新たに報告されたC末端亜鉛フィンガーモチーフ（ZF2）。NSP1αの構造機能とそのIFN拮抗作用を研究するために、これらのモチーフは個別に変異し、変異体はIFN抑制能力を調べました。PCPα活性（C76S、H146Y、およびC76S/H146Y）を破壊した変異は、NSP1αのIFN抑制活性に影響を与えず、システインプロテアーゼ活性がIFN抑制に関与しなかったことを示しています。ZF2モチーフを調整したC70、C76S、H146Y、および/またはM180Iの変異もIFN抑制を変化させませんでした。ただし、ZF1モチーフのC8S、C10S、C25、および/またはC28の変異は、NSP1αのIFN拮抗作用を損なうため、ZF1がIFN抑制のNSP1αの重要な要素であることを示しています。野生型NSP1αは核と細胞質の両方に局在していましたが、IFN抑制活性を失ったZF1変異体は核に局在せず、細胞質に残っていました。彼らの細胞質分布と一致して、CBPはこれらの変異体によって分解されませんでした。我々の結果は、NSP1αのZF1モチーフがIFN調節に重要な役割を果たすことを示しており、CBPの分解がPRRSウイルスのNSP1αサブユニットタンパク質によって媒介されるIFN抑制の重要なメカニズムである可能性が高いことを示しています。

Non-structural protein (nsp) 1 of PRRS virus is a viral antagonist for type I interferons (IFNs), and in cells expressing nsp1, CREB-binding protein (CBP) is degraded. nsp1 is auto-processed into nsp1α and nsp1β subunits and in the present study we show that the nsp1α subunit was responsible for CBP degradation. The nsp1α subunit contains three distinct functional motifs; a papain-like cysteine protease α (PCPα) motif, an N-terminal zinc finger motif (ZF1), and a newly reported C-terminal zinc finger motif (ZF2). To study the structure function of nsp1α and its IFN antagonism, these motifs were individually mutated and the mutants were examined for their IFN suppression ability. The mutations that destroyed the PCPα activities (C76S, H146Y, and C76S/H146Y) did not affect the IFN suppressive activity of nsp1α, indicating that the cysteine protease activity did not participate in IFN suppression. The mutations of C70S, C76S, H146Y, and/or M180I which coordinated the ZF2 motif also did not alter IFN suppression. However, the mutations of C8S, C10S, C25S, and/or C28S for the ZF1 motif impaired the IFN antagonism of nsp1α, demonstrating that ZF1 was the essential element of nsp1α for IFN suppression. Wild-type nsp1α localized in the both nucleus and cytoplasm, but the ZF1 mutants that lost the IFN suppressive activity did not localize in the nucleus and remained in the cytoplasm. Consistent with their cytoplasmic distribution, CBP was not degraded by these mutants. Our results indicate that the ZF1 motif of nsp1α plays an important role for IFN regulation and further demonstrate that the CBP degradation is likely the key mechanism for IFN suppression mediated by the nsp1α subunit protein of PRRS virus.