ウイルスRNAのポリデニル化に関与するピコナウイルスポリメラーゼの構造的特徴

ピコルナウイルスには3 'ポリデニル化RNAゲノムがありますが、ウイルス複製中にこれらのゲノムがポリデニル化されるメカニズムは不明瞭なままです。以前の研究に基づいて、ポリオウイルスRNA依存性RNAポリメラーゼ（3D（POL））が、ウイルスRNAテンプレートのポリ（A）およびポリ（U）部分を複製しながら、繰り返しの転写メカニズムを使用するモデルを提案しました。このモデルをさらにテストするために、3D（POL）の変異がビリオンRNAのポリアデニル化に影響を与えたかどうかを調べました。3D（POL）の9つのアラニン置換変異を特定し、ビリオンRNAでより短い3 'ポリ（a）テールをもたらしました。これらの変異は、細胞ポリ（A）ポリメラーゼの動員に必要な3D（POL）の構造的特徴を破壊する可能性があります。ただし、これらの残基の構造配向は、RNAゲノムのポリデニル化における3D（POL）の直接的な役割を示唆しています。精製された3D（POL）と定義されたポリ（U）配列を備えたテンプレートRNAを含む反応混合物は、ポリデニル化のためのテンプレート依存性の繰り返し転写メカニズムと一致するデータを提供しました。ビリオンRNAのポリアデニル化に関与する3D（POL）の系統発生的に保存された構造的特徴には、二本鎖RNA産物のマイナーな溝と、RNAテンプレートと生成物の両方のリン酸塩と相互作用するリジンおよびアルギニン残基のマイナーな溝に配置された親指ドメインアルファヘリックスが含まれます。

Picornaviruses have 3' polyadenylated RNA genomes, but the mechanisms by which these genomes are polyadenylated during viral replication remain obscure. Based on prior studies, we proposed a model wherein the poliovirus RNA-dependent RNA polymerase (3D(pol)) uses a reiterative transcription mechanism while replicating the poly(A) and poly(U) portions of viral RNA templates. To further test this model, we examined whether mutations in 3D(pol) influenced the polyadenylation of virion RNA. We identified nine alanine substitution mutations in 3D(pol) that resulted in shorter or longer 3' poly(A) tails in virion RNA. These mutations could disrupt structural features of 3D(pol) required for the recruitment of a cellular poly(A) polymerase; however, the structural orientation of these residues suggests a direct role of 3D(pol) in the polyadenylation of RNA genomes. Reaction mixtures containing purified 3D(pol) and a template RNA with a defined poly(U) sequence provided data consistent with a template-dependent reiterative transcription mechanism for polyadenylation. The phylogenetically conserved structural features of 3D(pol) involved in the polyadenylation of virion RNA include a thumb domain alpha helix that is positioned in the minor groove of the double-stranded RNA product and lysine and arginine residues that interact with the phosphates of both the RNA template and product strands.