乙型肝炎病毒核心蛋白结构域在细胞环境中对病毒衣壳组装

StephenW

J Mol Biol. 2020 May 1. pii: S0022-2836(20)30323-5. doi: 10.1016/j.jmb.2020.04.026. [Epub ahead of print]
Hepatitis B Virus Core Protein Domains Essential for Viral Capsid Assembly in a Cellular Context.
Rat V1, Pinson X2, Seigneuret F3, Durand S4, Herrscher C5, Lemoine R6, Burlaud-Gaillard J7, Raynal PY8, Hourioux C9, Roingeard P10, Tramier M11, de Rocquigny H12.
Author information

1
    INSERM U1259 MAVIVH, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
2
    Microscopy Rennes Imaging Centre, SFR Biosit, UMS CNRS 3480-, US, INSERM 018, Université de Rennes, 2 Avenue du Professeur Léon Bernard, 35000 Rennes, France. Electronic address: [email protected].
3
    INSERM U1259 MAVIVH, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
4
    INSERM U1259 MAVIVH, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
5
    INSERM U1259 MAVIVH, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
6
    Plateforme B Cell Ressources, EA4245 "Transplantation, Immunologie et Inflammation", Université de Tours, 10 Boulevard Tonnellé, 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
7
    Plate-Forme IBiSA des Microscopies, PPF ASB, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
8
    Plate-Forme IBiSA des Microscopies, PPF ASB, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
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    INSERM U1259 MAVIVH, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France; Plate-Forme IBiSA des Microscopies, PPF ASB, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
10
    INSERM U1259 MAVIVH, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France; Plate-Forme IBiSA des Microscopies, PPF ASB, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].
11
    Univ Rennes, IGDR (Institute of Genetics and Development of Rennes) - UMR CNRS 6290, 2 Avenue du Professeur Léon Bernard, 35000, Rennes, F-35000, France; Microscopy Rennes Imaging Centre, SFR Biosit, UMS CNRS 3480-, US, INSERM 018, Université de Rennes, 2 Avenue du Professeur Léon Bernard, 35000 Rennes, France. Electronic address: [email protected].
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    INSERM U1259 MAVIVH, Université de Tours and CHRU de Tours, 10 boulevard Tonnellé -, BP 3223 37032 Tours Cedex 1, - France. Electronic address: [email protected].

Abstract

Hepatitis B virus (HBV) core protein (HBc) is essential to the formation of the HBV capsid. HBc contains two domains: the N-terminal domain (NTD) corresponding to residues 1-140 essential to form the icosahedral shell and the C-terminal domain (CTD) corresponding to a basic and phosphorylated peptide, and required for DNA replication. The role of these two domains for HBV capsid assembly was essentially studied in vitro with HBc purified from mammalian or non-mammalian cell lysates but their respective role in living cells remains to be clarified. We therefore investigated the assembly of the HBV capsid in Huh7 cells, by combining FLIM (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy)/FRET (Förster's Resonance Energy Transfer), FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy) and TEM (Transmission Electron Microscopy) approaches. We found that wild-type HBc forms oligomers early after transfection and at a sub-micromolar concentration. These oligomers are homogeneously diffused throughout the cell. We quantified a stoichiometry ranging from ~170 to ~230 HBc proteins per oligomer, consistent with the visualization of eGFP-containing HBV capsid shaped as native capsid particles by TEM. In contrast, no assembly was observed when HBc-NTD was expressed. This highlights the essential role of the CTD to form capsid in mammalian cells. Deletion of either the third helix or of the 124-135 residues of HBc had a dramatic impact on the assembly of the HBV capsid, inducing the formation of mis-assembled oligomers and monomers, respectively. This study shows that our approach using fluorescent derivatives of HBc is an innovative method to investigate HBV capsid formation.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Ltd.
KEYWORDS:

Assembly; Capsid; FRET-FLIM; HBV; HBc; TEM

PMID:
    32371046
DOI:
    10.1016/j.jmb.2020.04.026

StephenW

分子生物学杂志2020年5月1日。pii：S0022-2836（20）30323-5。 doi：10.1016 / j.jmb.2020.04.026。 [Epub提前发布]
乙型肝炎病毒核心蛋白结构域在细胞环境中对病毒衣壳组装至关重要。
老鼠V1，品松X2，塞纳耶雷特F3，杜兰德S4，赫尔切尔C5，鼠李R6，伯劳德·盖拉德J7，雷纳尔PY8，霍约克斯C9，罗恩格尔德P10，特拉米尔M11，德罗奎尼H12。
作者信息

1个
    INSERM U1259 MAVIVH，图尔大学和图尔大学CHOUR de Tours，Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图尔Cedex 1，-法国。电子地址：[email protected]。
2
    显微镜雷恩斯成像中心，SFR Biosit，UMS CNRS 3480-，美国，INSERM 018，雷恩大学，ProfesseurLéonBernard大道2号，法国雷恩35000。电子地址：[email protected]。
3
    INSERM U1259 MAVIVH，图尔大学和图尔大学CHOUR de Tours，Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图尔Cedex 1，-法国。电子地址：[email protected]。
4
    INSERM U1259 MAVIVH，图卢大学（Universitéde Tours）和图卢大学（CHRU de Tours），Tonnellé大道10号，BP 3223 37032 Tours Cedex 1-法国。电子地址：[email protected]。
5
    INSERM U1259 MAVIVH，图尔大学和图尔大学CHOUR de Tours，Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图尔Cedex 1，-法国。电子地址：[email protected]。
6
    Plateforme B细胞资源，EA4245“移植，免疫和炎症”，图尔大学，大道10号，37037图斯1号，法国。电子地址：[email protected]。
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    平板式IBiSA des Microscopies，PPF ASB，图卢大学（Universitéde Tours）和图卢城堡（CHRU de Tours），Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图塞德1号游览地-法国。电子地址：[email protected]。
8
    平板式IBiSA des Microscopies，PPF ASB，图卢大学（Universitéde Tours）和图卢城堡（CHRU de Tours），Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图塞德1号游览地-法国。电子地址：[email protected]。
9
    INSERM U1259 MAVIVH，图尔大学和图尔大学CHOUR de Tours，通奈尔大道10号，BP 3223 37032图尔Cedex 1，-法国；平板式IBiSA des Microscopies，PPF ASB，图卢大学（Universitéde Tours）和图卢城堡（CHRU de Tours），Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图塞德1号游览地-法国。电子地址：[email protected]。
10
    INSERM U1259 MAVIVH，图尔大学和图尔大学CHOUR de Tours，通奈尔大道10号，BP 3223 37032图尔Cedex 1，-法国；平板式IBiSA des Microscopies，PPF ASB，图卢大学（Universitéde Tours）和图卢城堡（CHRU de Tours），Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图塞德1号游览地-法国。电子地址：[email protected]。
11
    雷恩大学（雷恩斯遗传与发育研究所）-UMR CNRS 6290，莱昂·伯纳德教授大道2号，35000，雷恩，F-35000，法国；显微镜雷恩斯成像中心，SFR Biosit，UMS CNRS 3480-，美国，INSERM 018，雷恩大学，ProfesseurLéonBernard大道2号，法国雷恩35000。电子地址：[email protected]。
12
    INSERM U1259 MAVIVH，图尔大学和图尔大学CHOUR de Tours，Tonnellé大道10号，BP 3223 37032图尔Cedex 1，-法国。电子地址：[email protected]。

抽象

乙型肝炎病毒（HBV）核心蛋白（HBc）对HBV衣壳的形成至关重要。 HBc包含两个域：对应于形成二十面体壳必不可少的残基1-140的N末端域（NTD）和对应于碱性和磷酸化肽的DNA复制所必需的C末端域（CTD）。基本上在体外用从哺乳动物或非哺乳动物细胞裂解物中纯化得到的HBc研究了这两个域在HBV衣壳装配中的作用，但它们在活细胞中的各自作用尚待阐明。因此，我们通过结合FLIM（荧光寿命成像显微镜）/ FRET（福斯特共振能量转移），FCS（荧光相关光谱）和TEM（透射电子显微镜）方法研究了Huh7细胞中HBV衣壳的装配情况。我们发现，野生型HBc在转染后早期以亚微摩尔浓度形成寡聚体。这些低聚物均匀地分散在整个细胞中。我们对每个低聚物量化了约170至〜230 HBc蛋白的化学计量，与通过TEM可视化为天然衣壳颗粒的含eGFP的HBV衣壳的可视化一致。相反，表达HBc-NTD时未观察到组装。这突出了CTD在哺乳动物细胞中形成衣壳的关键作用。 HBc的第三个螺旋或124-135个残基的缺失对HBV衣壳的组装产生了巨大影响，分别导致错配的低聚物和单体的形成。这项研究表明，我们使用HBc荧光衍生物的方法是研究HBV衣壳形成的创新方法。

版权所有©2020。由Elsevier Ltd.发布。
关键字：

部件;衣壳FRET-FLIM;乙肝病毒乙肝;透射电镜

PMID：
    32371046
DOI：
    10.1016 / j.jmb.202