RNA病毒是遺傳多樣性最豐富、進化速度最快的一類微生物，能夠引發(fā)多種人類、動物和植物感染性疾病，對全球公共衛(wèi)生與生物安全構(gòu)成持續(xù)威脅。解析RNA病毒蛋白的三維結(jié)構(gòu)，是理解病毒感染與免疫逃逸機制、指導(dǎo)抗病毒藥物和疫苗研發(fā)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。然而，受限于蛋白結(jié)構(gòu)解析技術(shù)等因素的限制，目前實驗解析的RNA病毒蛋白結(jié)構(gòu)仍然十分有限。

近日，上海交通大學(xué)等團隊合作在bioRxiv預(yù)印平臺發(fā)布了“RNA病毒蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫”（RNA Viral Protein Structure Database，RVPSD）。該數(shù)據(jù)庫基于人工智能結(jié)構(gòu)預(yù)測技術(shù)，系統(tǒng)整合了大規(guī)模RNA病毒蛋白三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，填補了RNA病毒蛋白結(jié)構(gòu)資源分散、缺乏統(tǒng)一平臺的空白，為病毒結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究提供了專業(yè)、開放的一站式資源平臺。RVPSD數(shù)據(jù)庫訪問地址：https://virus.9itsg.net/#/home。

RVPSD共收錄154,716個RNA病毒蛋白結(jié)構(gòu)，覆蓋5,263種RNA病毒和149個病毒科，是目前最大的RNA病毒蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。所有蛋白結(jié)構(gòu)均基于AlphaFold2預(yù)測獲得，其中84.9%的結(jié)構(gòu)具有較高結(jié)構(gòu)置信度（pLDDT＞70）。數(shù)據(jù)庫在分類和功能注釋層面均具有廣泛覆蓋，既包括黃病毒、小RNA病毒、冠狀病毒等公共衛(wèi)生高度關(guān)注的病毒科，也涵蓋大量研究較少的新發(fā)現(xiàn)或未充分注釋表征的RNA病毒。

為了方便用戶使用的、面向下游結(jié)構(gòu)分析，RVPSD數(shù)據(jù)庫整合了病毒分類信息、核酸與蛋白序列、功能注釋及結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果，并支持基于序列和結(jié)構(gòu)的雙模式檢索。用戶可通過BLASTP進行序列比對，也可利用Foldseek進行結(jié)構(gòu)相似性搜索，并在網(wǎng)頁端通過交互式三維可視化工具直接查看蛋白結(jié)構(gòu)細節(jié)。數(shù)據(jù)庫還提供PDB格式文件下載，滿足多樣化研究需求。

圖. 基于AlphaFold2的結(jié)構(gòu)預(yù)測流程、pLDDT值分布及RVPSD應(yīng)用示例

作為首個整合跨RNA病毒類群、大規(guī)模高置信度AI預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)的專業(yè)數(shù)據(jù)庫，RVPSD將病毒分類信息、核苷酸/蛋白序列、功能注釋與蛋白三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)有機整合，為RNA病毒的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。該數(shù)據(jù)庫的上線，不僅為病毒進化、宿主相互作用研究提供了全新的支撐資源，也將為抗病毒藥物和疫苗開發(fā)提供重要的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，助力全球新發(fā)及再發(fā)病毒性傳染病防控。

上海交通大學(xué)史衛(wèi)峰教授、師詠勇教授和山東第一醫(yī)科大學(xué)李娟教授為論文的共同通訊作者，上海交通大學(xué)楊強震博士、科研助理田忠?guī)浐蜕綎|第一醫(yī)科大學(xué)胡弢教授為共同第一作者。上海交通大學(xué)碩士生婁江溶、助理研究員劉恒聰為本論文合作者，悉尼大學(xué)Edward C. Holmes教授對本研究提供了指導(dǎo)。本研究得到上海交通大學(xué)醫(yī)工交叉重點項目（YG2023ZD01）、國家自然科學(xué)基金（32325003、32370724、82472254）、國家重點研發(fā)計劃（2023YFC2307503）等項目的資助。