Abstract Whereas the majority of herpesviruses co-speciated with their mammalian hosts, human herpes simplex virus 2 (HSV-2, genus Simplexvirus) most likely originated from the cross-species transmission of chimpanzee herpesvirus 1 to an ancestor of modern humans. We exploited the peculiar evolutionary history of HSV-2 to investigate the selective events that drove herpesvirus adaptation to a new host. We show that HSV-2 intrinsically disordered regions (IDRs)—that is, protein domains that do not adopt compact three-dimensional structures—are strongly enriched in positive selection signals. Analysis of viral proteomes indicated that a significantly higher portion of simplexvirus proteins is disordered compared with the proteins of other human herpesviruses. IDR abundance in simplexvirus proteomes was not a consequence of the base composition of their genomes (high G + C content). Conversely, protein function determines the IDR fraction, which is significantly higher in viral proteins that interact with human factors. We also found that the average extent of disorder in herpesvirus proteins tends to parallel that of their human interactors. These data suggest that viruses that interact with fast-evolving, disordered human proteins, in turn, evolve disordered viral interactors poised for innovation. We propose that the high IDR fraction present in simplexvirus proteomes contributes to their wider host range compared with other herpesviruses.

中文翻译：

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单纯病毒蛋白质组中存在大量固有无序区域，并显示出阳性选择特征

摘要 尽管大多数疱疹病毒与其哺乳动物宿主共种，但人类单纯疱疹病毒 2（HSV-2，单纯病毒属）很可能起源于黑猩猩疱疹病毒 1 向现代人类祖先的跨物种传播。我们利用 HSV-2 的特殊进化历史来研究促使疱疹病毒适应新宿主的选择性事件。我们表明 HSV-2 内在无序区域 (IDR)——即不采用紧凑三维结构的蛋白质结构域——在正选择信号中非常丰富。病毒蛋白质组分析表明，与其他人类疱疹病毒的蛋白质相比，单纯病毒蛋白质的无序部分显着更高。单纯病毒蛋白质组中的 IDR 丰度不是其基因组碱基组成（高 G + C 含量）的结果。相反，蛋白质功能决定了 IDR 分数，这在与人为因素相互作用的病毒蛋白质中明显更高。我们还发现疱疹病毒蛋白的平均紊乱程度往往与它们的人类相互作用者相似。这些数据表明，与快速进化的无序人类蛋白质相互作用的病毒反过来会进化出准备创新的无序病毒相互作用物。我们提出，与其他疱疹病毒相比，单纯病毒蛋白质组中存在的高 IDR 部分有助于它们更广泛的宿主范围。这在与人为因素相互作用的病毒蛋白中明显更高。我们还发现疱疹病毒蛋白的平均紊乱程度往往与它们的人类相互作用者相似。这些数据表明，与快速进化的无序人类蛋白质相互作用的病毒反过来会进化出准备创新的无序病毒相互作用物。我们提出，与其他疱疹病毒相比，单纯病毒蛋白质组中存在的高 IDR 部分有助于它们更广泛的宿主范围。这在与人为因素相互作用的病毒蛋白中明显更高。我们还发现疱疹病毒蛋白的平均紊乱程度往往与它们的人类相互作用者相似。这些数据表明，与快速进化的无序人类蛋白质相互作用的病毒反过来会进化出准备创新的无序病毒相互作用物。我们提出，与其他疱疹病毒相比，单纯病毒蛋白质组中存在的高 IDR 部分有助于它们更广泛的宿主范围。