Structural elucidation of viral replication proteins and development of replication inhibitors

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K07582
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49060:Virology-related
• Research Institution: Toyo University (2022); National Agriculture and Food Research Organization (2019-2021)
• Principal Investigator: Katoh Etsuko 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (00355752)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 浩由 立命館大学, 生命科学部, 教授 (30324809)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ウイルス複製タンパク質 / 立体構造 / 抗ウイルス薬

Outline of Final Research Achievements

In this project, we conducted research on Tomato mosaic virus (ToMV) replication protein 130K and other proteins to elucidate the virus replication mechanism and to search for new antiviral drug candidates. As a result, i) we determined the structure of 130K by cryo-EM, ii) the external structure of 130K was analyzed by solution X-ray scattering, and the binding activity of 130K to siRNA was evaluated, iii) the crystal structure of Hel of porcine coronavirus and of Hel complexed with RNA of Venezuelan equine encephalitis virus were successfully determined, and iv) fragment screening of ToMV Hel using by 19F NMR was conducted to select seed compounds.

Free Research Field

タンパク質科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プラス鎖RNAウイルスが共通に持つヘリカーゼドメインとメチルトランスドメインを含むToMVの130Kの構造は、プラス鎖RNAウイルス全般の複製機構の解明に重要な知見を与えた。130KはRNAサイレンシングにも関与しており、ウイルス複製タンパク質のsiRNA認識機構を明らかにすることができた。また、本研究では19F NMRを用いたフラグメントスクリーニングによる抗ウイルス薬の探索を開始するとともに、他のプラス鎖RNAウイルスについても複製タンパク質の構造を解明した。本研究の成果は、抗ウイルス薬開発に重要な基盤であり、将来の抗ウイルス対策に寄与すると考える。