斑馬魚PKR的dsRBM1和dsRBM3重組及體外功能分析

柳銘山，周細根，歐湘瀅，高宗澤，李婷婷，馮 敏，何 康，胡有生

（井岡山大學醫學部基礎醫學與藥學院，江西，吉安 343009；）

雙鏈RNA 依賴的蛋白激酶R(double-stranded RNA-dependent protein kinase R，PKR)是干擾素誘導的、環腺苷酸非依賴性的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，在脊椎動物各組織細胞中均有組成性表達[1]。PKR結構包括兩部分：N端的雙鏈RNA結合結構域(double-stranded RNA Binding Domain, dsRBD)和C端的激酶結構域(Kinase Domain, KD)[2]。前者也稱為激酶活性調節結構域，是PKR結合dsRNA后引起PKR單體二聚化激活的結構[3]。PKR的dsRBD往往串聯兩個（哺乳動物）或三個（少數魚類）的dsRNA結合模體（double-stranded RNA Binding Motifs, dsRBMs），在進化上相對保守[3]。Nanduri等的研究表明哺乳動物 PKR結構呈啞鈴狀，兩個dsRBM都為α-β-β-β-α結構，有助于與dsRNA結合[3]。PKR的KD為激酶催化功能區，被激活后能磷酸化真核翻譯起始因子 2α（eukaryotic translation initiation factor 2α，eIF2α），從而引起蛋白質翻譯的抑制[4]。

PKR屬于eIF2α激酶家族，在正常機體中，PKR表達很低，處于無活性狀態[3]。但當病毒感染時，PKR表達顯著上調，通過N端dsRBD與病毒dsRNA相結合而引起整個 PKR分子的二聚化；二聚化后的激酶結構域發生自磷酸化而活化；活化的 PKR磷酸化 eIF2α[5-6]。eIF2α磷酸化一方面可以阻止病毒蛋白的翻譯，抑制病毒增殖；另一方面，也可抑制宿主蛋白的合成，導致感染病毒細胞的凋亡；因此可有效控制病毒的繁殖和擴散[4,7,11,13-14]。

病毒dsRNA激活PKR的機制尚在探索之中，有研究提出了 PKR的自抑制學說，即自然條件下PKR 自身N端dsRBD與C端KD相互作用，使得PKR呈無活性狀態，當病毒dsRNA與N端dsRBD結合時，C端KD得以暴露從而發揮催化活性[8]。最近的核磁共振和原子力顯微鏡證實，溶液條件下的PKR結構較為伸展，dsRBD并不與KD相互作用[9]，因此PKR的激活機制仍然需要進一步研究。……