PNAS：揭秘HIV病毒的要害
Duke大学的研究人员对HIV衣壳蛋白的关键区域进行了结构分析，即gp41的近膜端外部区MPER(membrane proximal external region)。文章于一月十三日提前发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志的网络版上。
为了控制HIV的传播，数十年来人们一直在尝试开发HIV疫苗，而这项新研究为此提供了宝贵的信息。
“开发HIV疫苗非常困难，主要是因为这种病毒特别善于躲避免疫系统，”文章的作者之一，Duke大学的Bruce Donald教授说。
在HIV病毒与宿主细胞融合的时候，会发生剧烈的结构变化。衣壳蛋白复合体是HIV上的突出结构，主要负责感染宿主细胞。长期以来，人们一直将这一复合体作为疫苗开发的靶点，特别是其中的gp41蛋白三聚体，以及与之紧密联系的gp120蛋白。
研究人员认为，gp41中的一个特殊区域(MPER)就是HIV病毒的致命弱点。“首先，这一区域相对保守，”文章的资深作者，Leonard Spicer教授说。在不同的病毒亚型之间，存在着相似的区域。对于像HIV这样多变的病毒来说，成功的疫苗必须能够作用于上述保守区域。“第二，MPER区域包含特殊的氨基酸序列，允许许多重要的广泛中和性抗体结合，”Spicer说。这些抗体能够在HIV患者体内与病毒结合，使其失活。
在HIV病毒与宿主细胞融合时，衣壳蛋白发生的转变至少有三个阶段。其融合前和融合后状态比较稳定，已经被人们深入研究过了。但衣壳蛋白真正与宿主细胞发生接触的中间阶段是动态的。正是由于这种不稳定性，人们一直难以用传统的结构分析技术进行研究，例如X射线晶体衍射和核磁共振技术NMR。
现在，研究人员通过蛋白工程、NMR和特殊软件解决了这一问题。文章的第一作者Patrick Reardon设计了包含HIV MPER的蛋白，该蛋白能够与细胞膜相互作用，模拟gp41在中间阶段的行为。这种蛋白足够稳定，可以用于结构分析。
在此基础上，研究人员捕捉到了MPER三聚体的近天然状态。不过对于该蛋白来说，还有比结构精确更重要的事，那就是能够与广泛中和性抗体结合。
“这项研究中最重要的，就是确保设计的蛋白能与相应抗体相互作用。结果我们成功做到了这一点，”Reardon说。最后，研究团队利用新软件进行数据分析，验证了他们获得的蛋白结构。
-
项目成果
