ラ・クロースウイルスポリメラーゼの完全長ポリメラーゼの開始前構造と伸長構造から、機能的に重要な構造変化が明らかになった

Pre-initiation and elongation structures of full-length La Crosse virus polymerase reveal functionally important conformational changes.

• Benoît Arragain
• Grégory Effantin
• Piotr Gerlach
• Juan Reguera
• Guy Schoehn
• Stephen Cusack
• Hélène Malet

抄録

ブニャビラスは、現在のところ有効な治療法がない生命を脅かす病原体を構成するネガティブストランドRNAウイルスの一種であり、その複製と転写は、ウイルスがコードする複数のドメインを含むRNAゲノムの複製と転写に不可欠なプロセスである。RNAゲノムの複製と転写は、ウイルスがコードするマルチドメインRNA依存性RNAポリメラーゼによって行われる重要なプロセスを構成している。ここでは、La Crosseウイルスポリメラーゼの完全な高分解能低温電子顕微鏡構造を記述する。その結果、重要な突出したC末端ドメイン、特に転写開始における役割に関連して大きな動きをするキャップ結合ドメイン、およびこれまでに観察されなかった折り目を示す亜鉛結合ドメインの存在が明らかになった。その結果、プライミングループ、中サムブリングリンカー、リッドドメインの協調した動きを明らかにし、10塩基対のテンプレート産物であるRNA二重体の形成に必要な、それぞれの出口トンネルへの鎖の分離前のポリメラーゼの構造を明らかにした。これらの構造の詳細と、観察された主要な機能要素のダイナミクスは、構造に基づいたポリメラーゼ阻害剤の開発に役立つだろう。

Bunyavirales is an order of segmented negative-strand RNA viruses comprising several life-threatening pathogens against which no effective treatment is currently available. Replication and transcription of the RNA genome constitute essential processes performed by the virally encoded multi-domain RNA-dependent RNA polymerase. Here, we describe the complete high-resolution cryo-EM structure of La Crosse virus polymerase. It reveals the presence of key protruding C-terminal domains, notably the cap-binding domain, which undergoes large movements related to its role in transcription initiation, and a zinc-binding domain that displays a fold not previously observed. We capture the polymerase structure at pre-initiation and elongation states, uncovering the coordinated movement of the priming loop, mid-thumb ring linker and lid domain required for the establishment of a ten-base-pair template-product RNA duplex before strand separation into respective exit tunnels. These structural details and the observed dynamics of key functional elements will be instrumental for structure-based development of polymerase inhibitors.