难以捉摸的HIV蛋白结构
日期:2015-07-03 15:38:58
近几年来,科学家已经使用各种技术来确定HIV衣壳蛋白,它是病毒的内壳,像积木的结构。截止现在,最清晰的图像一直是突变的蛋白质。Stefan Sarafianos,分子微生物学和免疫学副教授及优秀的校长在医学密苏里大学主持分子病毒学,和他的团队攻克长期追求的HIV衣壳蛋白详细图像的其自然状态。
衣壳充当“隐形斗篷”,隐藏病毒最重要的遗传信息和基因组,精细调节衣壳稳定性是成功感染的关键:太稳定的衣壳被永远不会正确传递;不够稳定并且能躲过我们的免疫检测的防御,触发抗病毒反应。衣壳的稳定性是一个关键。图像是了解它结构的关键。
Sarafianos和他的团队创造了一个最齐全的艾滋病病毒衣壳蛋白。研究小组使用了一种名为X射线晶体学技术来解开HIV蛋白质的秘密。通过采取蛋白的多个副本,让它们形成图案。
“通过X射线晶体学,最大的挑战是获得优质蛋白质晶体,使研究人员能够准确地研究HIV蛋白质”,Anna Gres,一个MU研究生在化学系研究的学者。“有时候,这个过程可能需要数年时间,但通过使用先进的技术,我们能够减少不少时间。”
他们打出高功率X射线束在晶体上。通过解析的X射线如何散射来了解HIV蛋白质的结构,研究人员做成HIV蛋白的三维图案。“但是,三维图案是没有意义的,直到我们做成蛋白质的原子模型”,Karen Kirby的研究科学家和合作研究的学者说。“图案只是一个平面位置的影像,真的不能解释全部,除非你把原子模型加进去看看”
Gres构建的模型,令人惊讶的发现在病毒蛋白质之间的区域是“有序”的水分子。
“我们认为,怎么会是一些简单的水分子?”Sarafianos说:“当我们仔细看,我们能意识到有数以千计的水分子有助于支撑稳定而复杂的衣壳。我们推测,这是整个衣壳稳定性的一个重要部分。”
为了检验这一假设,他们用脱水化学品晶体,发现其中的HIV蛋白质会改变形状。这一变化表明,水分子会帮助衣壳灵活的形成不同形状,这是病毒生命周期中的关键。”
美国国立卫生研究院最近获得小组拨款228万美元在五年内继续深造。采用新开发的仪器帮助Sarafianos和他的团队,因为他们通过采用这些新的仪器来发现对抗疾病抗病毒药物工作有帮助,利于未来的研究。
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