科學家們確定了內(nèi)甘露糖苷酶(endomannosidase)的結(jié)構(gòu),，從而顯著地提高了我們理解一組包括艾滋病病毒(HIV)和丙肝病毒(HCV)在內(nèi)的破壞力極大的人類病毒如何劫持人身上的酶來進行復制和導致疾病產(chǎn)生,。2012年1月4日,，該項研究結(jié)果發(fā)表在PNAS期刊上,。這一發(fā)現(xiàn)為人們開發(fā)新的藥物來對抗這些在全世界感染了1.8億多人的致命性病毒提供了新的思路。
英國約克大學化學系教授Gideon Davies和澳大利亞墨爾本大學副教授Spencer Williams領導的一個國際科學家小組將細菌內(nèi)甘露糖苷酶作為人身上同樣的酶的模型,，利用最新的同步加速技術(shù)(synchrotron technology)成功地確定了這種酶的三維結(jié)構(gòu),。
Davies教授說,，了解這種酶的結(jié)構(gòu)會揭示關(guān)于這些病毒如何進行“駝背運輸(piggy-back)”---即借用我們的細胞機器(cellular machinery)來復制自己和導致我們患病---的細節(jié),。
他說，“如果我們理解這些病毒如何使用我們身上的酶,，我們就能夠開發(fā)出抑制劑來阻斷它們復制所需的途徑,，從而為藥物開發(fā)提供新的啟示。”
在過去,，人們遇到的問題是,，包括HIV、HCV,、登革熱病毒和西尼羅河病毒(West Nile virus)在內(nèi)的一組人類病毒在受到抑制的情況下繞過主要途徑,，并利用內(nèi)甘露糖苷酶通過次要途徑進行復制。因此若要治療有效的話,，這兩條途徑都需要被阻斷,。
Davies教授說，“人們已經(jīng)知道如何阻斷這些病毒進行復制的主要途徑,，但是直到現(xiàn)在,，研究這種內(nèi)甘露糖苷酶旁路途徑一直是一個相當大的挑戰(zhàn)。”
Williams博士說,，“結(jié)合國際資源和專業(yè)技術(shù),，我們能夠確定內(nèi)甘露糖苷酶的結(jié)構(gòu),，而這已揭示我們?nèi)绾文軌蜃钄噙@種旁路途徑,，從而阻斷病毒劫持人類身上的酶(來進行自我復制)。”
Davies教授補充道,，“我們希望這項研究的意義不只是局限于病毒,，將為包括癌癥在內(nèi)的其他疾病提供類似治療指明新的道路。”(生物谷：towersimper編譯)
doi:10.1073/pnas.1111482109
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Structural and mechanistic insight into N-glycan processing by endo-α-mannosidase
Andrew J. Thompson, Rohan J. Williams, Zalihe Hakki, Dominic S. Alonzi, Tom Wennekes, Tracey M. Gloster, Kriangsak Songsrirote, Jane E. Thomas-Oates, Tanja M. Wrodnigg, Josef Spreitz, Arnold E. Stütz, Terry D. Butters, Spencer J. Williams, and Gideon J. Davies
N-linked glycans play key roles in protein folding, stability, and function. Biosynthetic modification of N-linked glycans, within the endoplasmic reticulum, features sequential trimming and readornment steps. One unusual enzyme, endo-α-mannosidase, cleaves mannoside linkages internally within an N-linked glycan chain, short circuiting the classical N-glycan biosynthetic pathway. Here, using two bacterial orthologs, we present the first structural and mechanistic dissection of endo- α-mannosidase. Structures solved at resolutions 1.7–2.1 Å reveal a (β/α)8 barrel fold in which the catalytic center is present in a long substrate-binding groove, consistent with cleavage within the N-glycan chain. Enzymatic cleavage of authentic Glc1/3Man9GlcNAc2 yields Glc1/3-Man. Using the bespoke substrate α-Glc-1,3-α-Man fluoride, the enzyme was shown to act with retention of anomeric configuration. Complexes with the established endo-α-mannosidase inhibitor α-Glc-1,3- deoxymannonojirimycin and a newly developed inhibitor, α-Glc-1,3-isofagomine, and with the reducing-end product α-1,2-mannobiose structurally define the -2 to +2 subsites of the enzyme. These structural and mechanistic data provide a foundation upon which to develop new enzyme inhibitors targeting the hijacking of N-glycan synthesis in viral disease and cancer.
