微生物所高福院士團隊在γ皰疹病毒侵入機制領域取得重要進展

2020-11-30 騰訊網

卡波氏肉瘤相關皰疹病毒(Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus,KSHV)和愛潑斯坦-巴爾病毒(Epstein-Barr virus,EBV)屬於γ皰疹病毒亞科,是與惡性腫瘤密切相關的人類癌症相關病毒。2020年11月24日,高福院士團隊在國際權威學術期刊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。

KSHV和EBV具有廣泛的細胞嗜性,其中KSHV的靶細胞主要是B細胞和內皮細胞,EBV主要感染B細胞和上皮細胞。其細胞嗜性主要取決於病毒囊膜表面的糖蛋白H(gH)和糖蛋白L(gL)。gHgL直接或者間接結合特異性受體後將受體信號傳遞給融合蛋白gB,啟動病毒與細胞的膜融合。Ephrin受體酪氨酸激酶A2(ephrin receptor tyrosine kinase A2, EphA2)可作為EBV入侵上皮細胞的受體,也可作為KSHV入侵內皮細胞的受體。但是gHgL如何識別EphA2,其分子機制尚不清楚。

通過體外生化實驗,研究人員發現EphA2的配體結合結構域(Ligand binding domain, LBD)負責與gHgL結合,且KSHV gHgL與LBD之間的親和力高於EBV gHgL與LBD的親和力(17.5 nM vs 4.12 μM)。研究人員進一步分別解析了KSHV及EBV gHgL與EphA2 LBD的複合物晶體結構,發現KSHV和EBV gHgL都是形成長棒狀的異源二聚體,gL位於棒狀結構末端與gH形成緊密結合;KSHV和EBV gHgL結合LBD的模式也非常相似,主要通過末端的gL與LBD結合。一方面gL的N端loop插入到LBD的疏水通道裡,另一方面gL的Lloop2和β2摺疊結合LBD的外周區域,形成較為穩定的相互作用。進一步分析發現,KSHV gHgL與LBD存在更大的相互作用面積及更多的相互作用數,是其親和力高於EBV gHgL的原因。研究人員進一步利用細胞融合實驗對關鍵結合位點進行了驗證。

圖1. KSHV和EBV gHgL分別與EphA2 LBD的複合物結構

此外序列分析發現KSHV和EBV gL上參與結合LBD的胺基酸在γ皰疹病毒中相對保守,具備相似的胺基酸性質,因此推測其它感染哺乳動物的γ皰疹病毒是否也利用EphA2作為受體。研究人員進一步從γ皰疹病毒不同屬中挑選了三種有代表性的病毒AIHV-1、EHV-2和MuHV-4進行驗證。細胞融合實驗證明這三種病毒的gHgL蛋白能結合宿主的EphA2,而且AIHV-1和EHV-2的gHgL也能結合人的EphA2,提示這些病毒具備感染人的潛力。

圖2. EphA2可能是γ皰疹病毒的通用受體

該項工作系統地研究了這兩種感染人γ皰疹病毒利用gHgL結合受體EphA2的分子機制,為中和抗體及抗病毒抑制劑的研發提供了理論指導,並發現其它γ皰疹病毒也可能利用EphA2作為受體,提示其它γ皰疹病毒具有跨種傳播的風險,為科學防控提供了理論依據。

中國科學院微生物研究所高福院士、嚴景華研究員和中國科學院北京生命科學研究院宋豪博士為文章的共同通訊作者,中國農業大學和中國科學院微生物研究所聯合培養博士生蘇朝、微生物所博士生仵麗麗為文章的第一作者。該研究得到國家自然科學基金、中國科學院先導專項、國家科技重大專項及中國科學院「青年創新促進會」人才專項等項目的資助。

相關焦點

  • 中科院微生物所高福院士團隊在γ皰疹病毒侵入機制領域取得重要進展
    2020年11月24日,高福院士團隊在國際權威學術期刊Nature Communications上在線發表了題為「Molecular basis of EphA2 recognition by gHgLfrom 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
  • 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
    卡波氏肉瘤相關皰疹病毒(Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus,KSHV)和愛潑斯坦-巴爾病毒(Epstein-Barr virus,EBV)屬於γ皰疹病毒亞科,是與惡性腫瘤密切相關的人類癌症相關病毒。
  • 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
  • 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
    11月24日,中科院微生物研究所高福院士、嚴景華研究員,及中科院北京生命科學研究院宋豪該研究分別解析了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
  • 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
  • 高福院士團隊在新冠病毒對蝙蝠ACE2跨種識別機制研究中取得進展
    新冠病毒能否結合蝙蝠ACE2並利用蝙蝠ACE2感染宿主細胞是重要的科學問題。2020年12月18日,中國科學院微生物研究所高福院士等團隊在Proceedings of the National Academy of Sciences of theUnited States of America(PNAS)雜誌在線發表了題為「Cross-speciesrecognition of SARS-CoV-2 to bat ACE2」的研究性文章。
  • 饒子和院士團隊解析皰疹病毒包裝的動態過程
    圖為皰疹病毒衣殼裝配的高解析度結構,解決了領域內20多年的爭議。皰疹病毒科病毒是雙鏈DNA(double strands DNA, dsDNA)病毒,主要分為α皰疹病毒、β皰疹病和γ皰疹病毒三個亞科。基於這樣的生物學特性,末端酶複合物可以作為重要的藥物靶標來幹擾病毒顆粒的成熟,但目前關於皰疹病毒末端酶複合物的組成、結構以及其介導病毒基因組包裝過程的機制卻知之甚少,故而了解末端酶複合物的組裝方式及其介導生命周期的基本過程對特異性抗病毒藥物的研發和作用機理的研究均具有重要的指導意義。
  • 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
    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。
  • 高福院士團隊發現冠狀病毒β屬通用疫苗策略
    來自中國科學院微生物研究所的消息,中國科學院高福、嚴景華等在β冠狀病毒疫苗研究領域取得重要進展」。這項研究成果在6月28日以提前線上發布的形式發在了CELL上。多提一句高福院士今年加入了CELL的學術顧問委員會了,現在委員會共有119人,其中只有7名中國人。
  • 高福院士團隊揭示PD-L1靶向性腫瘤治療抗體的作用機制
    近年來,免疫治療在腫瘤治療領域取得了一系列重大突破,以PD-1/PD-L1「免疫檢查點」抗體阻斷療法為代表的免疫治療在治療黑色素瘤、非小細胞肺癌等實體瘤的臨床應用中獲得了重大成功,顯著延長了腫瘤患者的生存期,提高了病人的生活質量,多個抗體藥物已經獲得美國
  • 中國科大在肝臟免疫耐受和B肝病毒免疫逃逸研究領域取得重要進展...
    近日,中國科學技術大學醫學中心、生命科學學院、中科院天然免疫與慢性疾病重點實驗室、合肥微尺度物質科學國家實驗室和感染性疾病診治協同創新中心田志剛教授研究組在肝臟免疫耐受研究領域取得重要進展,揭示了B型肝炎病毒(HBV)通過肝臟免疫耐受而逃逸免疫攻擊的新機制。
  • 中國科學院高福、嚴景華等在β冠狀病毒疫苗研究領域取得重要進展
    冠狀病毒表面的刺突(S)蛋白呈三聚體構象,負責結合宿主細胞受體,介導病毒的入侵,因此S蛋白是冠狀病毒主要的保護性免疫原。S蛋白上有一段受體結合區(RBD)直接負責與宿主受體的對接,是冠狀病毒一個十分有吸引力的疫苗靶點。它激發中和抗體的產生,阻斷病毒與受體的結合,實現免疫聚焦,且有望避免冠狀病毒免疫潛在的抗體依賴增強風險。
  • 生物物理所等解析單純皰疹病毒2型成熟核衣殼高解析度三維結構
    生物物理所等解析單純皰疹病毒2型成熟核衣殼高解析度三維結構 揭示皰疹病毒的組裝和穩定性機制 2018-09-12 生物物理研究所 該工作報導了皰疹病毒α家族的2型單純皰疹病毒(HSV-2)C型核衣殼及其五聚體周圍的CVSC的3.75 angstrom的原子解析度結構,這是該團隊繼解析HSV-2 B型顆粒三維精細結構後又一研究成果(Yuan, S. et.al Science 2018)。
  • 科學家們在EB病毒研究領域取得的新成果!
    本文中,小編盤點了多篇重要研究成果,跟大家一起來學習近期科學家們在EB病毒研究領域取得的新成果!與其它皰疹病毒一樣,作為γ-皰疹病毒亞科的成員,EBV具有典型的三層結構,即外層脂質雙層膜、內核衣殼和中間膜結構,核衣殼的組裝是感染性病毒顆粒形成過程中的關鍵步驟,因此,揭示EBV核衣殼組裝的機制或有望幫助設計新型的抗病毒藥物。
  • 高福/施一等中外研究團隊揭示黃病毒廣譜保護性抗體的作用機制
    高福/施一等中外研究團隊揭示黃病毒廣譜保護性抗體的作用機制 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/8 14:02:35 中國科學院微生物研究所高福院士研究組、施一研究組與澳大利亞昆士蘭大學Paul R.
  • 非洲豬瘟病毒結構研究獲進展
    、南方科技大學王培毅團隊、中國科學院生物物理研究所章新政團隊以及微生物所施一團隊,在非洲豬瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)結構領域取得新進展,解析了非洲豬瘟病毒衣殼(Capsid)的高解析度電鏡三維結構
  • 中科院最新科研進展、科技動態 2020.11.26 星期四
    科研進展1、動物所等揭示人類皮膚衰老的分子機制3、微生物所等在γ皰疹病毒侵入機制研究中獲進展研究揭示廣東沿海地殼內部低速薄弱層三維發育特徵6、華南植物園在石斛花香物質香葉醇代謝調控研究中取得進展新疆理化所從烏頭屬植物牛扁中發現新亞骨架類型二萜生物鹼9、合肥研究院發現針對慢性阻塞性肺疾病的高選擇性
  • 黃超蘭團隊與高福團隊等合作發現早期新冠病毒感染主要為免疫抑制並或存在「兩階段」機制
    近日,北京大學醫學部精準醫療多組學研究中心主任黃超蘭團隊,與中國科學院院士高福團隊開展協同研究,發現早期的新冠感染患者存在著顯著的免疫抑制,並首次提出COVID-19的發病機制或存在「兩階段」模式:第一階段涉及免疫系統抑制、緊密連接受損以及大規模的代謝紊亂;第二階段涉及部分免疫應答激活
  • 【科技前沿】施一公團隊揭開阿爾茲海默重要蛋白γ分泌酶與藥物...
    令人遺憾的是,科學界至今仍未破譯阿爾茲海默症發病的具體機制,更不用說開發相應的治療方法和藥物。γ分泌酶是個蛋白酶,它的功能是去切割或水解其它蛋白質,澱粉樣蛋白就是它的水解對象之一,這類蛋白的斑塊沉積與阿爾茲海默症的發病關係非常密切。許多針對阿爾茲海默症的藥物研發也直接以γ-分泌酶作為靶點。然而,以γ-分泌酶為靶點的藥物在臨床試驗中慘遭失敗。
  • 中國科大揭示人類皰疹病毒基因組包裝關鍵機制(圖)
    新安晚報 安徽網 大皖客戶端訊 5月30日,《自然》雜誌在線發表了中國科大合肥微尺度物質科學國家研究中心、生命科學學院劉雲濤博士、畢國強教授與合作者的研究論文,他們利用冷凍電鏡首次解析了人類皰疹病毒基因組包裝的關鍵機制以及病毒的DNA基因組結構,有助於預防和控制皰疹病毒引發的多種疾病