Nat Commun:利用新方法繪製HIV包膜糖蛋白指紋圖譜

2020-11-25 生物谷

圖片來自The Scripps Research Institute。


2017年4月2日/

生物谷

BIOON/---HIV病毒是偽裝高手。這種病毒利用多聚糖（glycan）分子作為盾牌躲避免疫系統和阻止抗體攻擊它。

如今，在一項新的研究中，來自美國斯克裡普斯研究所（TSRI）的研究人員開發出一種方法來分析HIV的保護性包膜糖蛋白Env上的多聚糖分子。利用這種方法，他們能夠快速地構建出這種糖蛋白上的多聚糖「指紋圖譜（fingerprint）」。這些發現有助開發一種潛在的候選HIV疫苗。相關研究結果於2017年3月28日在線發表在

Nature Communications

期刊上，論文標題為「Global site-specific N-glycosylation analysis of HIV envelope glycoprotein」。

論文通信作者、TSRI化學主席、TSRI分子醫學共同主席James Paulson說，「能夠鑑定出HIV糖蛋白Env上的多聚糖指紋圖譜將有助我們開發出一種與之相匹配的HIV疫苗。」

破壞HIV的防禦

利用這種新方法，這些研究人員能夠最終觀察到哪些多聚糖分子組成這種糖蛋白Env和Env是否具有任何漏洞。

這些多聚糖分子覆蓋著HIV用來侵入宿主細胞的糖蛋白Env。人免疫系統想要製造抗體來結合Env和阻止感染，但是這些多聚糖分子阻止免疫細胞觀察到它們的靶標和產生有用的抗體。

在TSRI，幾個研究團隊正在設計HIV疫苗來促進人體產生罕見的能夠繞過這些多聚糖分子的「廣泛中和」抗體。若要做到這一點，這些疫苗需要讓免疫系統認識HIV樣糖蛋白Env，從而告訴免疫系統這種多聚糖盾牌上的漏洞在何處。

在這項新的研究中，這些研究人員開發出一種方法來找出糖蛋白Env上的多聚糖組成。他們利用酶將Env降解為較小的肽片段。接著，他們利用質譜分析這些肽片段，並且觀察它們屬於三種類型的哪一種：含高甘露糖的多聚糖、複合型多聚糖（它們是更加成熟的多聚糖）和不含有多聚糖的位點。

儘管之前的研究已能夠區分含高甘露糖的多聚糖和複合型多聚糖，但是這項研究是科學家們首次能夠觀察糖蛋白Env上不含有多聚糖的位點數量。事實上，這種新方法已揭示出Env所含有的漏洞並不如很多科學家們之前預測到的那麼多。

這種新方法也會節省時間。之前利用質譜開展的研究需要人們手動分析這些肽片段結果，這一過程可能需要幾個月的時間。在這項研究中，通過與TSRI教授John Yates實驗室合作，這些研究人員成功地利用一種計算機算法快速地分析這些結果。

論文第一作者、Paulson實驗室研究員Liwei Cao說，隨著科學家們篩選很多HIV候選疫苗以便找到合適的疫苗來阻止許多種不斷進化的HIV毒株，速度將派得上用場。

這項研究的下一步是分析自然的HIV毒株（而不只是HIV樣候選疫苗）表面上的多聚糖組成和不含多聚糖的位點。Paulson說，「隨後，我們能夠觀察這些指紋圖譜是否匹配。」如果它們確實匹配，那麼這些研究人員將知道他們是否處於開發能夠誘導有用的抗體產生的疫苗的正確道路上。

Paulson解釋道，這種新方法可能也有助抵抗具有類似的糖蛋白盾牌的病毒，比如流感病毒。事實上，這項新研究包括一個編外項目，在這個編外項目中，這些研究人員成功地在一種流感病毒蛋白上測試了他們的方法。（生物谷 Bioon.com）

本文系生物谷原創編譯整理，歡迎轉載！點擊 獲取授權 。更多資訊請下載生物谷APP。原始出處：Liwei Cao, Jolene K. Diedrich, Daniel W. Kulp et al. Global site-specific N-glycosylation analysis of HIV envelope glycoprotein. Nature Communications, Published online:28 March 2017, doi:10.1038/ncomms14954

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