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PNAS:血球凝集素如何幫助流感病毒攻擊宿主細胞

2014-08-04 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:萊斯大學(xué)和貝勒醫學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)出能量全景圖理論(一種蛋白質(zhì)折疊算法),揭示流感病毒表面的血球凝集素釋放融合肽以侵入宿主細胞所采取的一種途徑。這項研究有助于開(kāi)發(fā)新的抗感染病毒策略,以及開(kāi)發(fā)一種通用的疫苗。

   蛋白質(zhì)是來(lái)自DNA的分子馬達,執行對生命必不可少的任務(wù),它們是萊斯大學(xué)理論生物物理學(xué)研究中心(CTBP)的JoséOnuchic及其同事研究的主要焦點(diǎn)。研究人員使用他們的能量全景圖理論(energylandscapetheory),來(lái)確定一段未折疊的氨基酸鏈最終成為一種功能蛋白所采用的途徑。這涉及到,計算鏈中每一個(gè)氨基酸的結合模式以及折疊進(jìn)行中周?chē)h(huán)境的影響。

   當幾年前JianpengMa遇見(jiàn)Onuchic時(shí),他意識到一個(gè)機會(huì ),他說(shuō):“我告訴他,病毒系統有一個(gè)非常重要的特征,將對他的能量全景圖方法非常理想。”
 
  長(cháng)期以來(lái),研究人員已經(jīng)通過(guò)X光散射技術(shù)觀(guān)察到了血球凝集素的初始和最終結構。但是,由于變化發(fā)生得如此之快,我們不可能捕獲到運輸過(guò)程中的糖蛋白圖像。Ma說(shuō),阻止流感的關(guān)鍵可能是,攻擊這些中間結構。
 
  能量全景圖理論預測一個(gè)蛋白如何折疊,無(wú)論它發(fā)生的有多快。在血清凝集素的情況下,解折疊和重折疊發(fā)生在幾秒鐘的時(shí)間內。在這個(gè)過(guò)程中,蛋白質(zhì)的一部分“破裂”并釋放融合肽。
  本文共同作者、萊斯大學(xué)博士后研究人員JeffreyNoel稱(chēng):“融合肽是分子最重要的部分。血清凝集素附著(zhù)到病毒膜上,當這些肽被釋放時(shí),它們就將自己嵌入到目標細胞的細胞膜中,從而在兩者之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。”
 
  Ma說(shuō):“血球凝集素的目的是,在兩層膜之間戳一個(gè)洞。它們必須融合,這樣遺傳物質(zhì)才會(huì )被注入到人體細胞中。”
 
  血球凝集素被宿主細胞表面的多糖受體所識別,當細胞吞噬它時(shí)被吸收。最初,該蛋白的一部分形成一個(gè)帽,可保護內部的片段。
 
  酸性條件可以使帽脫落,蛋白質(zhì)開(kāi)始重構自我。Ma說(shuō):“融合肽最初隱匿在血球凝集素內部,它的釋放是由巨大的構象變化所觸發(fā)的。”
 
  Noel稱(chēng):“當帽未脫落時(shí),整個(gè)蛋白質(zhì)是穩定的。我們在模擬中看到的是,融合肽隱匿其中的疏水袋極不穩定,一旦帽脫落了就想要破裂。”
  通過(guò)利用來(lái)自X光散射技術(shù)的實(shí)驗結構信息,粗略估計血球凝集素的整個(gè)能量全景圖,研究人員現在可以捕獲參與其重構的步驟的粗略畫(huà)面,包括肽的釋放點(diǎn)。Ma說(shuō):“目前,我們第一次繪制了整個(gè)過(guò)程,從狀態(tài)A到狀態(tài)B,這個(gè)過(guò)程的能量學(xué)。”
 
  Ma表示,帽的頻繁突變有助于病毒避開(kāi)抗體;這就是人每年都需要接種流感疫苗的原因。但是他懷疑,蛋白質(zhì)的內部是高度保守的。他說(shuō):“我們正在靶定病毒不能改變的部分。因此,這為開(kāi)發(fā)治療藥物提供了更多的希望。”這些藥物可能會(huì )帶來(lái)一種受益終生的通用流感疫苗。
(實(shí)習編輯:曾繁星)
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