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Nature:如何阻断HIV复制?科学家想出新招

2016/08/16 来源:生物探索
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导读
《Nature》期刊发表一篇最新研究,揭示HIV-1病毒衣壳上存在一个关键蛋白小孔,能够快速打开、闭合,负责运输病毒复制中所需的DNA构建模块(核苷酸、碱基)。这一最新研究为艾滋病治疗中阻断病毒复制提供了新的靶标。


近期,来自于剑桥医学研究委员会(MRC)和伦敦大学学院Greg Towers的研究团队通过结构学、病毒学等多学科的研究,在艾滋病毒颗粒衣壳表面发现了一个蛋白通道。这一类似于虹膜的小孔,能够快速打开和关闭,负责运输病毒DNA合成所需的原材料。

这一最新成果回答了“病毒如何从外界获取DNA合成所需核苷酸、碱基”的难题,为阻断病毒复制提供了新靶点。相关研究成果发表于《Nature》期刊。

病毒衣壳:从始至终一直保护着HIV

艾滋病毒(人类免疫缺陷病毒,HIV)会入侵人体免疫细胞,瓦解免疫系统,致使艾滋病患者丧失免疫功能,增加感染其他疾病或发生恶性肿瘤的概率,进而威胁患者生命。

作为一种逆转录病毒,HIV的遗传物质由RNA组成。病毒会在逆转录酶的催化下生成DNA,并与宿主细胞的DNA整合在一起,从而避免了免疫细胞的筛查和攻击。经HIV感染的宿主细胞会继续合成携带有不同RNA基因组的新病毒,启动恶性循环。

这种不同寻常的复制、感染方式是艾滋病疫苗研发的一大难题。

MRC分子生物学实验室Leo James博士表示,过去的研究一直认为,一旦病毒侵入免疫细胞,其遗传物质会与衣壳分开。但是现在他们却证实,衣壳一直保护着病毒。

蛋白通道:运输核苷酸、碱基,负责病毒复制

病毒复制过程中,如何获得DNA合成所需的构建模块(碱基、核苷酸)?

Leo James团队联合伦敦大学学院Greg Towers实验室人员研究了病毒衣壳的原子结构,并构建出变异的HIV颗粒,以便观察衣壳。

他们在病毒衣壳表面发现了一个关键蛋白小孔,类似于虹膜,能够快速打开和关闭。研究证实,这一蛋白通路负责运输DNA构建模块,并且屏蔽其他无关分子。

这一最新研究成果解释了DNA构建模块进入病毒颗粒的机制。蛋白小孔是确保DNA得以顺利合成的关键“关卡”。

抑制剂:以蛋白通道为靶点,负责“堵塞毛孔”

为了阻止病毒复制、感染其他正常细胞,科学家们开发出一种抑制分子hexacarboxybenzene。该抑制剂能够堵塞衣壳表面的蛋白通路,从而使得病毒复制缺少原材料,达到阻断病毒复制、再感染的目标。

值得注意的是,hexacarboxybenzene抑制剂无法识别、进入人体细胞,所以对于已经感染HIV的宿主细胞而言,它是没有办法的。

这一直接靶向蛋白通道的原型抑制剂有望适用于其他病毒治疗,成为新型抗病毒药物的靶点。同时,研究人员希望它可以协助其他抗逆转录病毒药物共同致力于艾滋病治疗。

备注:文章编译、整理自“HIV: Newly discovered component could lead to more effective drugs”。

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