Institut de Biologie Structurale (IBS), Université Grenoble Alpes (UGA), Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Grenoble, France.
Institut de Recherche Biomédicale des Armées, Brétigny-sur-Orge, France.
PLoS Pathog. 2024 May 20;20(5):e1011652. doi: 10.1371/journal.ppat.1011652. eCollection 2024 May.
The year 2022 was marked by the mpox outbreak caused by the human monkeypox virus (MPXV), which is approximately 98% identical to the vaccinia virus (VACV) at the sequence level with regard to the proteins involved in DNA replication. We present the production in the baculovirus-insect cell system of the VACV DNA polymerase holoenzyme, which consists of the E9 polymerase in combination with its co-factor, the A20-D4 heterodimer. This led to the 3.8 Å cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure of the DNA-free form of the holoenzyme. The model of the holoenzyme was constructed from high-resolution structures of the components of the complex and the A20 structure predicted by AlphaFold 2. The structures do not change in the context of the holoenzyme compared to the previously determined crystal and NMR structures, but the E9 thumb domain became disordered. The E9-A20-D4 structure shows the same compact arrangement with D4 folded back on E9 as observed for the recently solved MPXV holoenzyme structures in the presence and the absence of bound DNA. A conserved interface between E9 and D4 is formed by a cluster of hydrophobic residues. Small-angle X-ray scattering data show that other, more open conformations of E9-A20-D4 without the E9-D4 contact exist in solution using the flexibility of two hinge regions in A20. Biolayer interferometry (BLI) showed that the E9-D4 interaction is indeed weak and transient in the absence of DNA although it is very important, as it has not been possible to obtain viable viruses carrying mutations of key residues within the E9-D4 interface.
2022 年,人类猴痘病毒(MPXV)引起的猴痘疫情引人注目,该病毒在参与 DNA 复制的蛋白质方面与痘苗病毒(VACV)在序列水平上大约有 98%的同源性。我们展示了在杆状病毒-昆虫细胞系统中产生的 VACV DNA 聚合酶全酶,它由 E9 聚合酶与它的辅助因子 A20-D4 异二聚体组成。这导致了 DNA 游离形式的全酶的 3.8 Å 冷冻电镜(cryo-EM)结构。全酶模型是由复合物各组件以及由 AlphaFold 2 预测的 A20 结构的高分辨率结构构建的。与之前确定的晶体和 NMR 结构相比,该结构在全酶环境中没有变化,但 E9 拇指结构域变得无序。E9-A20-D4 结构显示出与最近在有和没有结合 DNA 的情况下解决的 MPXV 全酶结构相同的紧凑排列,D4 折叠回 E9。E9 和 D4 之间形成一个保守的界面,由一组疏水性残基组成。小角度 X 射线散射数据表明,在 A20 中的两个铰链区域的灵活性的作用下,E9-A20-D4 存在其他更开放的构象,而没有 E9-D4 接触。生物层干涉测量法(BLI)表明,尽管 E9-D4 相互作用非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的,尽管它非常重要,因为在没有 DNA 的情况下,它是非常弱和短暂的。