《細(xì)胞》雜志6月11日網(wǎng)絡(luò)版刊發(fā)文章稱,，美國(guó)科學(xué)家采用X光晶體照相術(shù),，首次精確描繪出構(gòu)成人類艾滋病病毒(HIV)衣殼的CA蛋白六聚物結(jié)構(gòu)圖，為人類尋找艾滋病治療新法帶來了曙光,。
自1981年艾滋病首次發(fā)現(xiàn)以來,，所有的治療藥物都瞄準(zhǔn)了艾滋病病毒生命周期的關(guān)鍵步驟，如利用蛋白酶抑制劑阻斷蛋白分裂,，從而防止病毒的產(chǎn)生,。這些藥物雖然在一定程度上能夠延長(zhǎng)患者的生命，但隨著病毒抗藥性的增強(qiáng),，其效用越來越不明顯,。
為此，科學(xué)家們開始尋求另外一種解決途徑,，希望通過阻礙病毒衣殼形成或摧毀病毒衣殼來削弱甚至殺死艾滋病病毒,。但由于對(duì)HIV病毒衣殼的結(jié)構(gòu)和形成機(jī)制沒有更清楚的認(rèn)識(shí)，科學(xué)家們一直無法找到相應(yīng)的辦法來達(dá)到目的。病毒衣殼是包圍在病毒核酸外的一層蛋白質(zhì),，由一定數(shù)量的殼粒組成,。科學(xué)家們此前發(fā)現(xiàn),，HIV病毒衣殼是由大約250個(gè)六邊形的蛋白團(tuán)呈蜂窩狀排列組合而成,，其內(nèi)包裹著病毒遺傳物質(zhì)。HIV病毒會(huì)綁定細(xì)胞表面受體,，然后將衣殼轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的胞漿之中,，從而感染人體細(xì)胞。
美國(guó)斯克里普斯研究所的馬克·耶格爾教授和他在弗吉尼亞大學(xué),、猶他大學(xué)的同事一起,，采用X光晶體照相術(shù)，第一次詳細(xì)描述了構(gòu)成HIV病毒衣殼的六邊形蛋白體的高清分子結(jié)構(gòu),，他們稱這種六邊形蛋白體為CA蛋白六聚物,。研究人員發(fā)現(xiàn)，在CA蛋白六聚物中,，六個(gè)氨基酸鏈的氮末端聚合在一起,，形成六聚物的中心，而氨基酸鏈的碳末端則形成圍繞中心的“軟”帶,，起著連接相近六聚物的作用,。大約250個(gè)這樣的六聚物結(jié)合在一起，形成了病毒衣殼,。由于起連接作用的“軟”帶非常柔軟,，所以這些衣殼的曲率并非固定不變。
通過觀察,，研究小組還發(fā)現(xiàn)了六聚物中相近CA蛋白分子的氨基酸氮末端與碳末端的連接方式,，這對(duì)了解HIV病毒衣殼的穩(wěn)定性具有重要意義，有助于科學(xué)家找到干涉這種連接的方法,。比如設(shè)計(jì)出能夠插入關(guān)鍵位置的小分子,，來阻礙衣殼的形成，或者使衣殼處于不穩(wěn)定狀態(tài),。而任何能夠使病毒衣殼不穩(wěn)定的東西,，不論是阻礙六聚物的聚集結(jié)合，還是促成病毒衣殼的損壞解體,，都會(huì)起到削弱甚至殺死病毒的作用,。
該研究項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院和喬治 E·休伊特醫(yī)學(xué)研究基金資助。（生物谷Bioon.com）
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Cell, 11 June 2009 doi:10.1016/j.cell.2009.04.063
X-Ray Structures of the Hexameric Building Block of the HIV Capsid
Owen Pornillos1,5,Barbie K. Ganser-Pornillos1,5,Brian N. Kelly2,Yuanzi Hua1,Frank G. Whitby2,C. David Stout3,Wesley I. Sundquist2,Christopher P. Hill2andMark Yeager1,4,5,,
1 Department of Cell Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA 92037, USA
2 Department of Biochemistry, University of Utah School of Medicine, Salt Lake City, UT 84112, USA
3 Department of Molecular Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA 92037, USA
4 Division of Cardiovascular Diseases, Scripps Clinic, La Jolla, CA 92037, USA
5 Department of Molecular Physiology and Biological Physics, University of Virginia Health System, Charlottesville, VA 22908, USA
The mature capsids of HIV and other retroviruses organize and package the viral genome and its associated enzymes for delivery into host cells. The HIV capsid is a fullerene cone: a variably curved, closed shell composed of approximately 250 hexamers and exactly 12 pentamers of the viral CA protein. We devised methods for isolating soluble, assembly-competent CA hexamers and derived four crystallographically independent models that define the structure of this capsid assembly unit at atomic resolution. A ring of six CA N-terminal domains form an apparently rigid core, surrounded by an outer ring ofC-terminal domains. Mobility of the outer ring appears to be an underlying mechanism for generating the variably curved lattice in authentic capsids. Hexamer-stabilizing interfaces are highly hydrated, and this property may be key to the formation of quasi-equivalent interactions within hexamers and pentamers. The structures also clarify the molecular basis for capsid assembly inhibition and should facilitate structure-based drug design strategies.
