1つの重度の急性呼吸器症候群コロナウイルスタンパク質複合体は、プロセスRNAポリメラーゼとエキソヌクレアーゼ活性を統合します

穏やかなヒト感染症を引き起こすメンバーに加えて、コロナビリダエ科には、重度の急性呼吸症候群（SARS）を引き起こす潜在的に致命的な人獣共通物質と最近出現した中東呼吸器症候群が含まれます。コロナウイルスの〜30 kbの陽性RNAゲノムは、異常に複雑で16個の非構造タンパク質（NSP）で構成される複製/転写機構をコードします。標準的なRNA依存性RNAポリメラーゼ（RDRP）であるSARS-COV NSP12は、in vitroで非常に大きなRNAゲノムの効率的な複製と対立するin vitroで不十分な加工RNA合成を示します。ここでは、SARS-COV NSP7およびNSP8がNSP12のRNA合成活性に加工性を活性化し、付与することを報告します。生化学的アッセイと逆遺伝学を使用して、保存されたNSP7およびNSP8残基の重要性が調査されました。いくつかのNSP7変異はウイルスの複製に限られた程度に影響を及ぼしましたが、NSP12との相互作用に不可欠な2つのNSP8残基（P183およびR190）の置換は、ポリメラーゼ複合体とRNAの相互作用に重要な3番目（K58）がウイルスに対して致死的でした。。プロセス性の喪失がなければ、NSP7/NSP8/NSP12複合体は、複製忠実度と5'-RNAキャッピングに関与する3'-5 'エキソリボヌクレアーゼおよびRNA CAP N7-グアニンメチルトランスフェラーゼ活性をそれぞれ含む二機能性酵素であるNSP14と関連しています。NSP14校正酵素と関連するこの三者ポリメラーゼ複合体の同定は、コロナウイルスがRNA合成機械を組み立てる方法に光を当て、最大の既知のRNAゲノムを再現します。このタンパク質複合体は、RNAポリメラーゼ、キャッピング、および校正活動の機能的統合の魅力的な例です。

In addition to members causing milder human infections, the Coronaviridae family includes potentially lethal zoonotic agents causing severe acute respiratory syndrome (SARS) and the recently emerged Middle East respiratory syndrome. The ∼30-kb positive-stranded RNA genome of coronaviruses encodes a replication/transcription machinery that is unusually complex and composed of 16 nonstructural proteins (nsps). SARS-CoV nsp12, the canonical RNA-dependent RNA polymerase (RdRp), exhibits poorly processive RNA synthesis in vitro, at odds with the efficient replication of a very large RNA genome in vivo. Here, we report that SARS-CoV nsp7 and nsp8 activate and confer processivity to the RNA-synthesizing activity of nsp12. Using biochemical assays and reverse genetics, the importance of conserved nsp7 and nsp8 residues was probed. Whereas several nsp7 mutations affected virus replication to a limited extent, the replacement of two nsp8 residues (P183 and R190) essential for interaction with nsp12 and a third (K58) critical for the interaction of the polymerase complex with RNA were all lethal to the virus. Without a loss of processivity, the nsp7/nsp8/nsp12 complex can associate with nsp14, a bifunctional enzyme bearing 3'-5' exoribonuclease and RNA cap N7-guanine methyltransferase activities involved in replication fidelity and 5'-RNA capping, respectively. The identification of this tripartite polymerase complex that in turn associates with the nsp14 proofreading enzyme sheds light on how coronaviruses assemble an RNA-synthesizing machinery to replicate the largest known RNA genomes. This protein complex is a fascinating example of the functional integration of RNA polymerase, capping, and proofreading activities.