重大突破!科學家構建出艾滋病毒衣殼的原子模型

重大突破!科學家構建出艾滋病毒衣殼的原子模型

左:膜上帶有致孔毒素的艾滋病毒樣粒子中央切片圖

中:HIV衣殼的原子模型

右:HIV衣殼成分密度圖

紅楓灣APP:在艾滋病毒複製的早期階段,衣殼扮演著多種重要的角色,包括保護基因組不受細胞固有免疫反應影響,促進逆轉錄,以及調節細胞內傳送和進入細胞核。其中許多功能都受到衣殼與宿主細胞因子和小分子相互作用的影響。

英國戴蒙德電子生物成像中心(eBIC)利用電子斷層和次斷層平均掃描技術,解決了HIV衣殼單獨結構和與宿主因子的複雜結構。

利用電子斷層掃描獲得的資訊,這項工作還構建了整個HIV衣殼的原子模型,工作團隊認為這可以用來開發以衣殼為靶點的抗病毒藥物。

詳細介紹這一重大突破的研究論文發表於11月19日的學術期刊《科學前言》上,這是牛津大學和特拉華大學科學家合作的成果。

艾滋病毒是一種逆轉錄病毒,其RNA基因組被包裹在圓錐形衣殼內。在感染過程中,HIV以未成熟的病毒體與Gag多聚蛋白裝配並出芽,Gag多聚蛋白會經歷成熟過程,這是一個包括蛋白水解和構象改變的步驟,由未成熟的球形衣殼轉變為成熟的錐形衣殼。

由於艾滋病毒衣殼的亞穩態特性,從足夠數量和濃度中,分離出完全完整的原生衣殼,來進行高解析度的結構分析一直很困難:在膜被溶解後,衣殼會被人工解離,這是一種傳統的衣殼純化方法。

“為了解決這個問題,Peijun Zhang的團隊設計了一種新方法。用一種能形成孔的毒素,在艾滋病毒樣顆粒的膜上穿孔,這避免了與病毒粒子裂解以及核心分離相關的異常,使衣殼可以接觸到外部細胞因子和小分子。”來自牛津大學的第一作者Tao Ni博士說。

建立了實驗方法後,作者研究了真實HIV衣殼與細胞因子親環蛋白a (CypA)和小分子輔因子IP6(肌醇六磷酸)之間的相互作用。

研究團隊隨後對這些樣本進行了電子斷層和次斷層平均掃描。利用這項新技術,該團隊以大約5。4 ?解析度解決了HIV衣殼及其與CypA和IP6複合物的結構。這些結構確定了成熟HIV衣殼中雙IP6結合位點,併為IP6和CypA在調節HIV衣殼穩定性中的作用提供了新的思路。

“在與特拉華大學Juan Perilla教授的團隊合作中,我們利用電子斷層掃描獲得的資訊,建立了整個HIV衣殼的原子模型,這可以作為衣殼靶向類抗病毒藥物開發的藍圖。包膜病毒膜穿孔,也為研究其他病毒系統中宿主-病毒相互作用,提供了一種新方法。”Zhang教授總結道。

https://www。news-medical。net/news/20211121/Novel-technique-solves-structure-of-the-HIV-capsid-alone-and-in-complex-with-host-factors。aspx

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