科技日报北京11月22日电 （实习采访人员张佳欣）英国电子生物成像中心（eBIC）使用电子断层扫描和亚像素断层图平均化的新技术 ， 确定了艾滋病病毒（HIV）衣壳蛋白、以及其与宿主细胞因子相互作用的复合结构图像 ， 分辨率约5.4埃 。 研究人员还建立了整个HIV衣壳蛋白的原子模型 ， 或为开发以衣壳蛋白为靶向的抗HIV药物提供新思路 。 研究论文19日发表在《科学进展》杂志上 。
这一重大突破的论文主要作者、牛津大学陶妮（音译）博士解释说 ， HIV是一种逆转录病毒 ， 其RNA基因组被封装在一个圆锥形的衣壳内 。 在感染过程中 ， HIV以Gag多蛋白的未成熟病毒粒子组装并出芽 ， 经历蛋白水解和构象变化的过程 ， 由未成熟的球形转变为成熟的圆锥形衣壳 。 在HIV-1复制的早期阶段 ， 衣壳扮演着多种重要的角色 ， 包括保护基因组免受细胞先天性免疫反应的影响 ， 促进逆转录 ， 以及调节细胞内转运和进入细胞核 。 其中许多功能受到衣壳与宿主细胞因子和小分子相互作用的影响 。
然而 ， 由于HIV-1衣壳的亚稳态特性 ， 分离出适合于高分辨率结构分析的完整天然衣壳的数量和浓度 ， 一直具有挑战性 。 为了解决这个问题 ， 研究团队设计了一种新方法 ， 即在HIV病毒样颗粒的膜上加一种成孔毒素 ， 这避免了与病毒体裂解和核心分离相关的创伤 ， 但也使衣壳接触到外部细胞因子和小分子 。
在建立了实验方法后 ， 研究人员研究了真实的HIV衣壳与细胞因子亲环素A（CypA）和小分子辅因子六磷酸肌醇（IP6）之间的相互作用 。 然后 ， 研究团队对这些样本进行了电子断层扫描和亚断层扫描图平均化 。
利用这项新技术 ， 该团队分别揭示了HIV衣壳的结构 ， 以及它与CypA和IP6的复合物的结构 。 这些结构证实了成熟HIV衣壳中的双IP6结合位点 ， 并为IP6和CypA在调节HIV衣壳稳定性中的作用提供了新的思路 。
领导该研究的eBIC主任、牛津大学结构生物学教授张培军总结道 ， 他们利用电子断层扫描获得的信息 ， 建立整个HIV衣壳的原子学模型 ， 这可以作为开发衣壳靶向抗艾药物的“蓝图” 。 包膜病毒膜的穿孔也为研究其他病毒系统的宿主―病毒相互作用提供了一种新方法 。
总编辑圈点
【高分辨率艾滋病病毒衣壳结构图确定 或提供新药开发思路】可以把衣壳蛋白理解为病毒的“隐形斗篷” ， 它能隐藏病毒的信息 ， 保护病毒内部的遗传物质 。 科研人员对HIV病毒的衣壳蛋白进行了长时间研究 ， 发现它还在病毒感染过程中发挥了重要作用 。 药物公司也将衣壳蛋白作为靶点研究艾滋病药物 。 此前 ， 科研人员绘制过衣壳蛋白的结构图 ， 但这一次 ， 研究者用新方法分离出完整天然衣壳 ， 并用新技术得出了分辨率更高的复合结构图像 。 更多的细节 ， 能在转录和翻译方面帮助人类找到更适合的阻止和抗击病毒的办法 。