難以捉摸的HIV蛋白結構
日期:2015-07-03 15:38:58
近幾年來,科學家已經使用各種技術來確定HIV衣殼蛋白,它是病毒的內殼,像積木的結構。截止現在,最清晰的圖像一直是突變的蛋白質。Stefan Sarafianos,分子微生物學和免疫學副教授及優秀的校長在醫學密蘇里大學主持分子病毒學,和他的團隊攻克長期追求的HIV衣殼蛋白詳細圖像的其自然狀態。
衣殼充當“隱形斗篷”,隱藏病毒最重要的遺傳信息和基因組,精細調節衣殼穩定性是成功感染的關鍵:太穩定的衣殼被永遠不會正確傳遞;不夠穩定并且能躲過我們的免疫檢測的防御,觸發抗病毒反應。衣殼的穩定性是一個關鍵。圖像是了解它結構的關鍵。
Sarafianos和他的團隊創造了一個最齊全的艾滋病病毒衣殼蛋白。研究小組使用了一種名為X射線晶體學技術來解開HIV蛋白質的秘密。通過采取蛋白的多個副本,讓它們形成圖案。
“通過X射線晶體學,最大的挑戰是獲得優質蛋白質晶體,使研究人員能夠準確地研究HIV蛋白質”,Anna Gres,一個MU研究生在化學系研究的學者。“有時候,這個過程可能需要數年時間,但通過使用先進的技術,我們能夠減少不少時間。”
他們打出高功率X射線束在晶體上。通過解析的X射線如何散射來了解HIV蛋白質的結構,研究人員做成HIV蛋白的三維圖案。“但是,三維圖案是沒有意義的,直到我們做成蛋白質的原子模型”,Karen Kirby的研究科學家和合作研究的學者說。“圖案只是一個平面位置的影像,真的不能解釋全部,除非你把原子模型加進去看看”
Gres構建的模型,令人驚訝的發現在病毒蛋白質之間的區域是“有序”的水分子。
“我們認為,怎么會是一些簡單的水分子?”Sarafianos說:“當我們仔細看,我們能意識到有數以千計的水分子有助于支撐穩定而復雜的衣殼。我們推測,這是整個衣殼穩定性的一個重要部分。”
為了檢驗這一假設,他們用脫水化學品晶體,發現其中的HIV蛋白質會改變形狀。這一變化表明,水分子會幫助衣殼靈活的形成不同形狀,這是病毒生命周期中的關鍵。”
美國國立衛生研究院最近獲得小組撥款228萬美元在五年內繼續深造。采用新開發的儀器幫助Sarafianos和他的團隊,因為他們通過采用這些新的儀器來發現對抗疾病抗病毒藥物工作有幫助,利于未來的研究。
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