研究揭示漢坦病毒表面糖蛋白晶格及其融合控制機制

2020-12-04 科學網

研究揭示漢坦病毒表面糖蛋白晶格及其融合控制機制

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/9/17 16:08:45

近日，法國巴斯德研究所Pablo Guardado-Calvo、Felix A. Rey等研究人員合作揭示漢坦病毒表面糖蛋白晶格及其融合控制機制。這一研究成果於2020年9月15日在線發表在《細胞》上。

研究人員表示，漢坦病毒是齧齒動物傳播的病毒，在世界範圍內引起嚴重的人畜共患病爆發，目前尚無治療方法。漢坦病毒顆粒是多形的，並顯示出特徵性的方形表面晶格。包膜糖蛋白Gn和Gc形成異二聚體，這些異二聚體進一步組裝成四聚體峰，即晶格結構單元。糖蛋白是中和抗體的唯一靶標，它通過受體介導的內吞作用和內吞體膜融合來驅動病毒進入。

研究人員描述了Gc和Gn的同源四聚體以及Gn基底異源二聚體的高解析度X射線結構。它們對接到漢坦病毒表面的11.4Å解析度冷凍電子斷層掃描圖說明了病毒糖蛋白殼的完整膜外部分，並可以詳細描述這些多形病毒體的表面組織。這些結果進一步揭示了控制Gc膜插入來融合的內在機制，從而為設計免疫原來預防病原性漢坦病毒鋪平了道路。

 

附：英文原文

Title: The Hantavirus Surface Glycoprotein Lattice and Its Fusion Control Mechanism

Author: Alexandra Serris, Robert Stass, Eduardo A. Bignon, Nicolás A. Muena, Jean-Claude Manuguerra, Rohit K. Jangra, Sai Li, Kartik Chandran, Nicole D. Tischler, Juha T. Huiskonen, Felix A. Rey, Pablo Guardado-Calvo

Issue&Volume: 2020-09-15

Abstract: Hantaviruses are rodent-borne viruses causing serious zoonotic outbreaks worldwidefor which no treatment is available. Hantavirus particles are pleomorphic and displaya characteristic square surface lattice. The envelope glycoproteins Gn and Gc formheterodimers that further assemble into tetrameric spikes, the lattice building blocks.The glycoproteins, which are the sole targets of neutralizing antibodies, drive virusentry via receptor-mediated endocytosis and endosomal membrane fusion. Here we describethe high-resolution X-ray structures of the heterodimer of Gc and the Gn head andof the homotetrameric Gn base. Docking them into an 11.4--resolution cryoelectrontomography map of the hantavirus surface accounted for the complete extramembraneportion of the viral glycoprotein shell and allowed a detailed description of thesurface organization of these pleomorphic virions. Our results, which further revealeda built-in mechanism controlling Gc membrane insertion for fusion, pave the way forimmunogen design to protect against pathogenic hantaviruses.

DOI: 10.1016/j.cell.2020.08.023

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31064-3

Cell：《細胞》，創刊於1974年。隸屬於細胞出版社，最新IF：36.216

相關焦點

  • Cell|漢坦病毒表面糖蛋白晶格及其融合調控機制
    當將它們錨定在11.4埃解析度的漢坦病毒表面冷凍電子斷層掃描圖中，呈現了病毒糖蛋白殼的完整膜外部分，並詳細描述了這些多形病毒體的表面組織。作者的研究結果進一步揭示了控制Gc膜插入融合的內置機制，為設計免疫原以預防病原性漢坦病毒鋪平了道路。
  • 科學家揭示偽狂犬病毒囊膜糖蛋白gD識別受體nectin-1的分子機制
    皰疹病毒膜融合需要多個病毒蛋白與多個細胞表面受體參與，相互協調才能完成，整個過程極其複雜。病毒表面糖蛋白D (gD)與宿主細胞受體的識別是α-皰疹病毒感染初期的必不可少的步驟。在迄今已鑑定的gD受體中，細胞黏附分子nectin-1參與了多種α-皰疹病毒入侵宿主細胞的過程，被認為是最有效的gD受體。因此，gD識別nectin-1的分子機製成為α-皰疹病毒研究領域的一個重要科學問題。
  • 科學家揭示拉沙熱病毒囊膜糖蛋白N-糖基化修飾機制
    病毒學國際學術期刊Journal of Virology 近期在線發表了生物安全大科學中心/中國科學院武漢病毒研究所肖庚富團隊的最新研究成果，論文題為Comprehensive Interactome Analysis Reveals that STT3B is Required for the N-Glycosylation
  • 結構生物學家之痛:愛滋、新冠等囊膜病毒,為何長相如此不同?
    由於其在囊膜病毒原位結構方面獨特的優勢，被越來越多地用於研究病毒粒子的整體超微結構。 擁有I型膜融合蛋白的病毒是囊膜病毒中被研究最多、最具代表性，也對現代人類健康最具威脅。HIV與流感病毒匯聚了病毒研究領域的大多數資源，近20年反覆爆發的冠狀病毒、伊波拉病毒等也在快速吸引科研投入。此類病毒表面的糖蛋白呈三聚體並隨機分布，膜附近的基質蛋白為病毒提供組裝。
  • 結構生物學家之痛:愛滋、新冠等囊膜病毒「罪犯」,為何長相如此不同?
    由於其在囊膜病毒原位結構方面獨特的優勢，被越來越多地用於研究病毒粒子的整體超微結構。 擁有I型膜融合蛋白的病毒是囊膜病毒中被研究最多、最具代表性，也對現代人類健康最具威脅。HIV與流感病毒匯聚了病毒研究領域的大多數資源，近20年反覆爆發的冠狀病毒、伊波拉病毒等也在快速吸引科研投入。此類病毒表面的糖蛋白呈三聚體並隨機分布，膜附近的基質蛋白為病毒提供組裝。
  • 讓結構生物學家頭痛的病毒們:千毒千面,它們為啥長得這麼不一樣
    由於其在囊膜病毒原位結構方面獨特的優勢，被越來越多地用於研究病毒粒子的整體超微結構。 擁有I型膜融合蛋白的病毒是囊膜病毒中被研究最多、最具代表性，也對現代人類健康最具威脅。HIV與流感病毒匯聚了病毒研究領域的大多數資源，近20年反覆爆發的冠狀病毒、伊波拉病毒等也在快速吸引科研投入。此類病毒表面的糖蛋白呈三聚體並隨機分布，膜附近的基質蛋白為病毒提供組裝。
  • 研究揭示病毒糖蛋白與細胞受體複合體結構
    -1 exploits host cell adhesion」的文章，揭示了單純皰疹病囊膜表面糖蛋白D(gD)與其細胞受體nectin-1的複合體結構，從而解析了這兩者之間的分子水平上的相互作用模式，相關成果公布在12月的Nature Communications雜誌上。
  • Cell子刊:利用開創性的iPALM技術揭示HIV病毒的Gag蛋白晶格發生...
    如今，在一項新的研究中，來自美國猶他大學的研究人員開創了一種在室溫下對病毒樣顆粒進行實時成像的方法，其解析度令人印象深刻。這種方法揭示了構成人類免疫缺陷病毒（HIV）主要結構成分的蛋白晶格是動態變化的。由Gag和GagPol蛋白組成的擴散晶格（diffusing lattice），長期以來被認為是完全靜態的，因此這一新的發現有助開發潛在的新療法。
  • 研究揭示自噬SNARE蛋白Syntaxin17介導自噬體-溶酶體融合的分子機制
    該項工作對自噬SNARE蛋白Syntaxin17及其與ATG8家族蛋白、SNAP29和VAMP8的相互作用做了詳盡的生化和結構表徵，揭示了Syntaxin17在介導自噬體和溶酶體融合過程中三種不同的狀態，為進一步理解自噬體和溶酶體的融合過程提供了結構基礎。細胞自噬是真核細胞內一種高度保守的溶酶體依賴的分解代謝過程。該過程的功能紊亂與多種疾病相關，包括癌症、糖尿病和神經退行性疾病等。
  • 研究揭示宿主蛋白Cyclophilin A調控抗病毒天然免疫機制
    ，揭示了宿主蛋白Cyclophilin A（CypA，親環素A）對RIG-I介導的抗病毒天然免疫的調控機制。該研究從天然免疫角度揭示了CypA如何通過調節天然免疫反應來影響病毒的複製，首次闡明了CypA在RIG-I介導的天然免疫信號通路中的作用靶點及其泛素化調控機制，更深入地了解了CypA在抗病毒天然免疫領域的功能。CypA是一種肽基脯氨醯順反異構酶，在各種組織中廣泛存在，高度保守。
  • 佛山口岸首次檢出漢坦病毒
    從廣東出入境檢驗檢疫局官網獲悉，近日，佛山檢驗檢疫局從新港口岸捕獲的兩隻老鼠樣本中，均檢出漢坦病毒陽性。這是佛山局首次從病媒生物身上檢出漢坦病毒，目前已經消除了疫情隱患。據介紹，新港口岸按照相關文件要求，今年內已開展了4次鼠類監測工作。此次監測捕獲的兩隻鼠類經佛山局醫學媒介生物檢測實驗室鑑定為褐家鼠和臭鼩鼱。
  • 中國學者首次發現伊波拉病毒囊膜糖蛋白合成機制
    中國學者首次發現伊波拉病毒囊膜糖蛋白合成機制 2017-03-01>責任編輯：唐云云 　　中新網哈爾濱3月1日電　（王斌 張曉鵬 記者 王舒 史軼夫）1日，中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所對外發布，該所基礎免疫團隊鄭永輝研究員和王斌博士在國際上首次闡明了博拉病毒囊膜糖蛋白的合成機制
  • B肝顆粒附著細胞表面，詳解硫酸肝素蛋白多糖，低親和力結合
    將根據B肝病毒顆粒是附著於細胞表面和硫酸肝素蛋白多糖的低親和力結合，詳細介紹B肝病毒進入機制。，詳解硫酸肝素蛋白多糖，低親和力結合硫酸乙醯肝素蛋白多糖（HSPGs）是一種糖蛋白，含有1條或多條硫酸乙醯肝素鏈，存在於幾乎所有細胞的細胞表面和細胞外基質中。
  • 高福團隊等在γ皰疹病毒侵入機制研究中獲進展
    11月24日，中國科學院院士、中科院微生物研究所研究員高福團隊在Nature Communications上在線發表了題為Molecular basis of EphA2 recognition by gHgL from gammaherpesviruses的研究論文，分別解析了KSHV以及EBV糖蛋白gHgL與其共同受體EphA2的複合物晶體結構
  • 微生物所等在γ皰疹病毒侵入機制研究中獲進展
    11月24日，中國科學院院士、中科院微生物研究所研究員高福團隊在Nature Communications上在線發表了題為Molecular basis of EphA2 recognition by gHgL from gammaherpesviruses的研究論文，分別解析了KSHV以及EBV糖蛋白gHgL與其共同受體EphA2的複合物晶體結構，揭示了這兩種感染人γ皰疹病毒利用gHgL結合受體EphA2
  • CHOM|盧茂林等揭示新冠病毒表面刺突蛋白的實時構象變化過程
    眾多正在傳播的人類致病性病毒表面具有脂質雙層膜和鑲嵌在膜上的包膜蛋白，或者叫融合蛋白、刺突蛋白、信封蛋白。因此這類病毒可以歸類為包膜病毒，這其中包括愛滋病毒HIV, 新冠病毒SARS-CoV-2, 流感病毒Flu，伊波拉病毒Ebola，寨卡病毒Zika， 登革熱病毒Dengue等等。該類病毒通過其最表面刺突蛋白來誘導病毒和靶細胞膜的融合，從而引發對靶細胞的感染。雖然針對一些包膜病毒，目前已有有效的疫苗來控制其在人類中的傳播。
  • 新冠病毒究竟長啥樣？浙大一院李蘭娟院士團隊與清華大學李賽研究團隊重磅揭示國際首個新冠病毒全病毒精細結構
    ，並原位揭示了刺突蛋白的天然構像及分布特徵，以及核糖核蛋白複合物在病毒體內的結構及分子組裝機制，對深入了解新冠病毒的生物特性、疫苗設計、抗病毒藥物研發等具有重要意義。新冠病毒的分子結構及其組裝機制在此之前，國際上對新冠病毒結構的研究大都聚焦於某一個蛋白分子，該研究在國際上首個成功揭示了真實的新冠病毒全病毒三維結構，並重構出一個具有代表性的、目前國際上最清晰的
  • Nature子刊:高福/嚴景華/宋豪等在γ皰疹病毒侵入機制研究獲得新進展
    該研究分別解析了KSHV以及EBV糖蛋白gHgL與其共同受體EphA2的複合物晶體結構，揭示了這兩種感染人γ皰疹病毒利用gHgL結合受體EphA2的分子機制，並提供了EphA2可能作為γ皰疹病毒通用受體的證據，暗示了其它γ皰疹病毒有跨種傳播的風險
  • 哈獸研參與成果「揭示非洲豬瘟病毒結構及其組裝機制」入選中國...
    27日，科學技術部高技術研究發展中心發布了2019年度中國科學十大進展。由中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所參與完成的重大科學進展「揭示非洲豬瘟病毒結構及其組裝機制」入選。非洲豬瘟病毒（ASFV）是一個巨大而複雜的DNA病毒，能夠引發家豬、野豬患急性、熱性、高度傳染性疾病，發病率和死亡率可高達100%，對生豬養殖產業鏈造成巨大經濟損失，目前尚未有可用的疫苗。
  • 微生物所高福院士團隊在γ皰疹病毒侵入機制研究中獲進展
    11月24日，中國科學院院士、中科院微生物研究所研究員高福團隊在Nature Communications上在線發表了題為Molecular basis of EphA2 recognition by gHgL from gammaherpesviruses的研究論文，分別解析了KSHV以及EBV糖蛋白gHgL與其共同受體EphA2的複合物晶體結構，揭示了這兩種感染人γ皰疹病毒利用gHgL結合受體EphA2