単純ヘルペスウイルス1核出口複合体におけるカプシド結合部位の識別と、ウイルスの一次封筒と複製におけるその役割

初期の子孫ヘルペスウイルスヌクレオカプシドの核出力中、ヌクレオカプシドは、感染した細胞の内部核膜を通って内核と外側の核膜と外側の核膜間の核周囲空間に出芽することにより、一次封筒を獲得します。単純ヘルペスウイルス1（HSV-1）UL34およびUL31タンパク質は、核出力錯体（NEC）を形成し、この新進プロセスで重要な役割を果たし、一次包囲を指定します。HSV-1一次封筒における前駆細胞ヌクレオカプシドへのNEC結合の役割を明確にするために、このアッセイシステムを使用してin vitroでヌクレオカプシドおよびカプシドタンパク質へのHSV-1 NEC結合のアッセイシステムを確立しました。そして、カプシドタンパク質UL25に対しては、テストされた他のカプシドタンパク質（すなわち、VP5、VP23、およびUL17）およびヌクレオカプシドのHSV-1 NEC結合は、NECとUL25の相互作用によって媒介されました。UL31残基アルギニン-281（R281）およびアスパラギン酸-282（D282）は、ヌクレオカプシドおよびUL25への効率的なNEC結合に必要でした。また、UL31 R281およびD282のアラニン置換は、HSV-1の複製を減少させ、核内のカプシドの異常な蓄積を引き起こし、周室の一次封筒にサイズと形態が類似した空の小胞の蓄積を誘導することを示しました。これらの結果は、UL31 R281およびD282を介してヌクレオカプシドに、そしておそらくヌクレオカプシドにおけるUL25へのNEC結合が、HSV-1 NECの原発性包括的な包括的な包括的なベシクルにヌクレオカプシドを小胞に取り入れて促進することにより、HSV-1複製において重要な役割を果たすことを示唆しています。ヌクレオカプシドへの核膜でのヌクレオカプシド出芽を促進し、ヌクレオカプシドの核出口中にヌクレオカプシドを小胞に組み込むことを促進すると考えられています。ただし、この仮説を直接サポートするデータはこれまで報告されていません。この研究では、解決されたNEC構造に基づいて推定カプシド結合部位を含むHSV-1 NECの膜垂直面に2つのアミノ酸が、実際にヌクレオカプシドへの効率的なNEC結合に必要であることを示す提示データがあります。そして、一次包囲中にヌクレオカプシドを小胞に効率的に取り入れるため。これは、ヌクレオカプシドへのNEC結合とヘルペスウイルスの一次包囲中の小胞へのヌクレオカプシド取り込みの増加との間の直接的な結合を示す最初の報告です。

During nuclear egress of nascent progeny herpesvirus nucleocapsids, the nucleocapsids acquire a primary envelope by budding through the inner nuclear membrane of infected cells into the perinuclear space between the inner and outer nuclear membranes. Herpes simplex virus 1 (HSV-1) UL34 and UL31 proteins form a nuclear egress complex (NEC) and play critical roles in this budding process, designated primary envelopment. To clarify the role of NEC binding to progeny nucleocapsids in HSV-1 primary envelopment, we established an assay system for HSV-1 NEC binding to nucleocapsids and capsid proteins in vitro Using this assay system, we showed that HSV-1 NEC bound to nucleocapsids and to capsid protein UL25 but not to the other capsid proteins tested (i.e., VP5, VP23, and UL17) and that HSV-1 NEC binding of nucleocapsids was mediated by the interaction of NEC with UL25. UL31 residues arginine-281 (R281) and aspartic acid-282 (D282) were required for efficient NEC binding to nucleocapsids and UL25. We also showed that alanine substitution of UL31 R281 and D282 reduced HSV-1 replication, caused aberrant accumulation of capsids in the nucleus, and induced an accumulation of empty vesicles that were similar in size and morphology to primary envelopes in the perinuclear space. These results suggested that NEC binding via UL31 R281 and D282 to nucleocapsids, and probably to UL25 in the nucleocapsids, has an important role in HSV-1 replication by promoting the incorporation of nucleocapsids into vesicles during primary envelopment.IMPORTANCE Binding of HSV-1 NEC to nucleocapsids has been thought to promote nucleocapsid budding at the inner nuclear membrane and subsequent incorporation of nucleocapsids into vesicles during nuclear egress of nucleocapsids. However, data to directly support this hypothesis have not been reported thus far. In this study, we have present data showing that two amino acids in the membrane-distal face of the HSV-1 NEC, which contains the putative capsid binding site based on the solved NEC structure, were in fact required for efficient NEC binding to nucleocapsids and for efficient incorporation of nucleocapsids into vesicles during primary envelopment. This is the first report showing direct linkage between NEC binding to nucleocapsids and an increase in nucleocapsid incorporation into vesicles during herpesvirus primary envelopment.