水生所揭示鱼类PKZ和PKR激酶在抗病毒反应中的协同作用

哺乳类eIF2a激酶家族有四个成员：PKR、PERK、HRI和GCN2，分别响应不同的细胞胁迫环境。当病毒感染细胞时，PKR被激活，然后磷酸化底物eIF2a阻断蛋白合成起始，抑制病毒复制。



鱼类eIF2a激酶基因首先获得鉴定的不是PKR，而是由中国科学院水生生物研究所桂建芳研究员主持的鱼类发育遗传学与细胞工程学科组鉴定的新基因PKR-like  (Fish  Shellfish  Immunol,  2004,17:353-366)，即PKZ。2008年，该实验室证明鱼类也存在PKR的直向同源基因(J  Virol,  2008,  82:6889-6901)。



近日，水生所研究人员又证明，串联存在于鲫囊胚培养细胞基因组中的PKR与鱼类特有的PKZ都属于干扰素诱导的eIF2a激酶，在病毒感染时通过磷酸化底物eIF2a协同发挥抗病毒作用。与哺乳类PKR不同的是，鱼类PKZ和PKR在干扰素处理的细胞中也能被激活。虽然激活机制不清楚，但是证据显示：PKZ和PKR独立形成同源二聚体，分别磷酸化底物eIF2a发挥抗病毒功能。



该实验结果不仅证明了鱼类PKZ是一个新的脊椎动物eIF2a激酶，而且回答了PKZ和PKR共存于鱼类基因组的生物学意义在于协同响应病毒入侵并发挥抗病毒功能。此外，PKZ是在脊椎动物中发现的第三个具有Z-DNA结合结构域的蛋白。因此，同PKR是一个dsRNA的识别受体一样，PKZ有可能作为一个新的Z-DNA/Z-RNA识别受体发挥某种功能。



该研究得到国家基础研究973计划等项目的资助，由博士研究生刘庭凯等完成，通讯作者为张义兵研究员和桂建芳研究员。相关论文已发表在Journal  of  Virology（2011,  85(23):12769-12780）。