新技术解决了 HIV 衣壳结构并可能成为衣壳靶向抗病毒药物的蓝图

戴蒙德电子生物成像中心 (eBIC) 使用电子断层扫描和亚断层扫描平均的新技术，已经解决了单独和与宿主因素复合的 HIV 衣壳的结构。这项工作还导致使用从电子断层扫描获得的信息建立了整个 HIV 衣壳的原子模型，该团队认为这可以作为开发衣壳靶向抗病毒药物的蓝图。

这篇题为“与 IP6 和 CypA 复合的天然 HIV-1衣壳的高分辨率低温 ET 结构”的研究论文于今天(11 月 19 日)发表在《科学进展》上。这项工作是牛津大学 eBIC(英国国家级低温电子显微镜设施)的科学家与特拉华大学合作完成的。

该团队由戴蒙德 eBIC 主任、牛津大学结构生物学教授张培军教授领导。牛津大学的主要作者陶妮博士说：“尽管全球努力抗击艾滋病毒/艾滋病并取得了抗病毒治疗的成果，但迄今为止仍有大约 3800 万艾滋病毒/艾滋病患者无法完全治愈。”

他解释说，人类免疫缺陷病毒(HIV) 是一种逆转录病毒;它的 RNA 基因组被包裹在一个锥形的衣壳内。在感染过程中，HIV 与 Gag 多蛋白组装成未成熟病毒体并萌芽，该多蛋白经历一个成熟过程，这一步骤涉及蛋白水解和构象变化，从未成熟的球形转变为成熟的锥形衣壳。衣壳在 HIV-1 复制的早期阶段发挥多种重要作用，包括保护基因组免受细胞先天免疫反应和促进逆转录，以及调节细胞内转运和进入细胞核。许多这些功能受到其与宿主细胞因子和小分子的相互作用的影响。

然而，由于 HIV-1 衣壳的亚稳态特性，以适合高分辨率结构分析的数量和浓度分离完全完整的天然衣壳一直具有挑战性。用传统的衣壳纯化方法——去污剂溶解膜后，衣壳会出现人工解离。

“为了解决这个问题，张培军的团队设计了一种新方法。我们不是用洗涤剂提取，而是用一种成孔毒素在 HIV 病毒样颗粒的膜上打孔，这避免了与病毒体裂解和病毒分离相关的创伤。核心，但也使衣壳可以接触到外部细胞因子和小分子，”Ni 博士说。

建立了实验方法后，作者研究了真正的 HIV 衣壳与细胞因子 Cyclophilin A (CypA) 和小分子辅因子 IP6(六磷酸肌醇)之间的相互作用。然后，该团队对这些样本应用了电子断层扫描和亚断层图平均。