《細胞》:愛滋病病毒衣殼蛋白結構圖首次繪出

2020-12-06 科學網
《細胞》：愛滋病病毒衣殼蛋白結構圖首次繪出
為人類尋找愛滋病治療新法帶來了曙光

 

《細胞》雜誌6月11日網絡版刊發文章稱，美國科學家採用X光晶體照相術，首次精確描繪出構成人類愛滋病病毒(HIV)衣殼的CA蛋白六聚物結構圖，為人類尋找愛滋病治療新法帶來了曙光。

 

自1981年愛滋病首次發現以來，所有的治療藥物都瞄準了愛滋病病毒生命周期的關鍵步驟，如利用蛋白酶抑制劑阻斷蛋白分裂，從而防止病毒的產生。這些藥物雖然在一定程度上能夠延長患者的生命，但隨著病毒抗藥性的增強，其效用越來越不明顯。

 

為此，科學家們開始尋求另外一種解決途徑，希望通過阻礙病毒衣殼形成或摧毀病毒衣殼來削弱甚至殺死愛滋病病毒。但由於對HIV病毒衣殼的結構和形成機制沒有更清楚的認識，科學家們一直無法找到相應的辦法來達到目的。病毒衣殼是包圍在病毒核酸外的一層蛋白質，由一定數量的殼粒組成。科學家們此前發現，HIV病毒衣殼是由大約250個六邊形的蛋白團呈蜂窩狀排列組合而成，其內包裹著病毒遺傳物質。HIV病毒會綁定細胞表面受體，然後將衣殼轉移到細胞的胞漿之中，從而感染人體細胞。

 

美國斯克裡普斯研究所的馬克·耶格爾教授和他在維吉尼亞大學、猶他大學的同事一起，採用X光晶體照相術，第一次詳細描述了構成HIV病毒衣殼的六邊形蛋白體的高清分子結構，他們稱這種六邊形蛋白體為CA蛋白六聚物。研究人員發現，在CA蛋白六聚物中，六個胺基酸鏈的氮末端聚合在一起，形成六聚物的中心，而胺基酸鏈的碳末端則形成圍繞中心的「軟」帶，起著連接相近六聚物的作用。大約250個這樣的六聚物結合在一起，形成了病毒衣殼。由於起連接作用的「軟」帶非常柔軟，所以這些衣殼的曲率並非固定不變。

 

通過觀察，研究小組還發現了六聚物中相近CA蛋白分子的胺基酸氮末端與碳末端的連接方式，這對了解HIV病毒衣殼的穩定性具有重要意義，有助於科學家找到幹涉這種連接的方法。比如設計出能夠插入關鍵位置的小分子，來阻礙衣殼的形成，或者使衣殼處於不穩定狀態。而任何能夠使病毒衣殼不穩定的東西，不論是阻礙六聚物的聚集結合，還是促成病毒衣殼的損壞解體，都會起到削弱甚至殺死病毒的作用。

 

該研究項目由美國國立衛生研究院和喬治·E·休伊特醫學研究基金資助。

 

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