Myxovirus resistance protein 1 (MX1) and MX2 are homologous, dynamin-like large GTPases, induced upon interferon exposure. Human MX1 (HsMX1) is known to inhibit many viruses, including influenza A virus, by likely acting at various steps of their life cycles. Despite decades of studies, the mechanism(s) of action with which MX1 proteins manage to inhibit target viruses is not fully understood. MX1 proteins are mechano-enzymes and share a similar organization to dynamin, with a GTPase domain and a carboxy-terminal stalk domain, connected by a bundle signaling element. These three elements are known to be essential for antiviral activity. HsMX1 has two unstructured regions, the L4 loop, also essential for antiviral activity, and a short amino (N)-terminal region, which greatly varies between MX1 proteins of different species. The role of this N-terminal domain in antiviral activity is not known. Herein, using mutagenesis, imaging, and biochemical approaches, we demonstrate that the N-terminal domain of HsMX1 is essential for antiviral activity against influenza A virus, Vesicular Stomatitis Virus, and La Crosse virus. Furthermore, we pinpoint a highly conserved leucine within this region, which is absolutely crucial for human, mouse, and bat MX1 protein antiviral activity. Importantly, mutation of this leucine does not compromise GTPase activity or oligomerization capabilities but does modify MX1 protein subcellular localization. The discovery of this essential and highly conserved residue defines this region as key for antiviral activity and may reveal insights as to the mechanism(s) of action of MX1 proteins.

粘液病毒抗性蛋白 1 (MX1) 和 MX2 是同源的、动力蛋白样大 GTP 酶，在干扰素暴露后诱导。已知人类 MX1 (HsMX1) 可以抑制许多病毒，包括 A 型流感病毒，可能作用于病毒生命周期的各个阶段。尽管进行了数十年的研究，但 MX1 蛋白设法抑制目标病毒的作用机制尚不完全清楚。MX1 蛋白是机械酶，与动力蛋白具有相似的组织结构，具有 GTPase 结构域和羧基末端茎结构域，由束信号元件连接。已知这三种元素对于抗病毒活性至关重要。HsMX1 有两个非结构化区域，即 L4 环，也是抗病毒活性所必需的，以及一个短的氨基 (N) 末端区域，不同物种的 MX1 蛋白之间差异很大。此 N 末端结构域在抗病毒活性中的作用尚不清楚。在此，我们使用诱变、成像和生化方法证明 HsMX1 的 N 末端结构域对于抗甲型流感病毒、水泡性口炎病毒和拉克罗斯病毒的抗病毒活性至关重要。此外，我们在该区域内确定了一个高度保守的亮氨酸，这对人类、小鼠和蝙蝠 MX1 蛋白的抗病毒活性至关重要。重要的是，这种亮氨酸的突变不会损害 GTPase 活性或寡聚化能力，但会改变 MX1 蛋白的亚细胞定位。这一必需且高度保守的残基的发现将该区域定义为抗病毒活性的关键，并可能揭示对 MX1 蛋白作用机制的见解。使用诱变、成像和生化方法，我们证明 HsMX1 的 N 末端结构域对于抗甲型流感病毒、水泡性口炎病毒和拉克罗斯病毒的抗病毒活性至关重要。此外，我们在该区域内确定了一个高度保守的亮氨酸，这对人类、小鼠和蝙蝠 MX1 蛋白的抗病毒活性至关重要。重要的是，这种亮氨酸的突变不会损害 GTPase 活性或寡聚化能力，但会改变 MX1 蛋白的亚细胞定位。这一必需且高度保守的残基的发现将该区域定义为抗病毒活性的关键，并可能揭示对 MX1 蛋白作用机制的见解。使用诱变、成像和生化方法，我们证明 HsMX1 的 N 末端结构域对于抗甲型流感病毒、水泡性口炎病毒和拉克罗斯病毒的抗病毒活性至关重要。此外，我们在该区域内确定了一个高度保守的亮氨酸，这对人类、小鼠和蝙蝠 MX1 蛋白的抗病毒活性至关重要。重要的是，这种亮氨酸的突变不会损害 GTPase 活性或寡聚化能力，但会改变 MX1 蛋白的亚细胞定位。这一必需且高度保守的残基的发现将该区域定义为抗病毒活性的关键，并可能揭示对 MX1 蛋白作用机制的见解。我们证明 HsMX1 的 N 末端结构域对于抗甲型流感病毒、水疱性口炎病毒和拉克罗斯病毒的抗病毒活性至关重要。此外，我们在该区域内确定了一个高度保守的亮氨酸，这对人类、小鼠和蝙蝠 MX1 蛋白的抗病毒活性至关重要。重要的是，这种亮氨酸的突变不会损害 GTPase 活性或寡聚化能力，但会改变 MX1 蛋白的亚细胞定位。这一必需且高度保守的残基的发现将该区域定义为抗病毒活性的关键，并可能揭示对 MX1 蛋白作用机制的见解。我们证明 HsMX1 的 N 末端结构域对于抗甲型流感病毒、水疱性口炎病毒和拉克罗斯病毒的抗病毒活性至关重要。此外，我们在该区域内确定了一个高度保守的亮氨酸，这对人类、小鼠和蝙蝠 MX1 蛋白的抗病毒活性至关重要。重要的是，这种亮氨酸的突变不会损害 GTPase 活性或寡聚化能力，但会改变 MX1 蛋白的亚细胞定位。这一必需且高度保守的残基的发现将该区域定义为抗病毒活性的关键，并可能揭示对 MX1 蛋白作用机制的见解。和蝙蝠 MX1 蛋白的抗病毒活性。重要的是，这种亮氨酸的突变不会损害 GTPase 活性或寡聚化能力，但会改变 MX1 蛋白的亚细胞定位。这一必需且高度保守的残基的发现将该区域定义为抗病毒活性的关键，并可能揭示对 MX1 蛋白作用机制的见解。和蝙蝠 MX1 蛋白的抗病毒活性。重要的是，这种亮氨酸的突变不会损害 GTPase 活性或寡聚化能力，但会改变 MX1 蛋白的亚细胞定位。这一必需且高度保守的残基的发现将该区域定义为抗病毒活性的关键，并可能揭示对 MX1 蛋白作用机制的见解。