麻疹病毒侵入上皮細胞機制研究獲進(jìn)展
摘要:麻疹病毒(measlesvirus,MV)是引起小兒麻疹的元兇。病毒囊膜上含有血凝素(Hemagglutinin,H)蛋白,介導對宿主特異性受體分子的結合,是起始病毒對細胞感染的最重要的分子。中科院微生物研究所高福課題組長(cháng)期致力于囊膜病毒跨種間傳播機制與免疫分子識別研究,針對新發(fā)現的病毒受體分子,迅速開(kāi)展了復合物結構及相互作用的功能研究。
麻疹病毒(measlesvirus,MV)是引起小兒麻疹的元兇。據世衛組織(WorldHealthOrganization)統計,全球每年有約2000萬(wàn)兒童罹患麻疹,僅2010年就有約139300患兒死于麻疹病毒感染。麻疹病毒傳染性強,發(fā)病率高,除引起常見(jiàn)的
咳嗽,高燒,恐光和遍及面部、軀干和上肢的皮疹外,還易與支氣管肺炎或腦膜炎等并發(fā),造成很高的死亡率。雖然
麻疹疫苗可以有效控制麻疹病毒的感染和傳播,但麻疹疫苗并不完美,不僅在疫苗覆蓋率低的國家和地區,甚至在高覆蓋率的歐美等國家和中國,麻疹仍然是造成小兒死亡的主因之一。
麻疹病毒屬副黏病毒科,呈球形,為具囊膜的負鏈RNA病毒。病毒囊膜上含有血凝素(Hemagglutinin,H)蛋白,介導對宿主特異性受體分子的結合,是起始病毒對細胞感染的最重要的分子。細胞粘附分子家族成員nectin-4新近被鑒定為麻疹病毒在上皮細胞的受體,成為繼SLAM和CD46之后,麻疹病毒的第三個(gè)受體分子。但CD46只被麻疹疫苗株識別;作為致病毒株的受體,nectin-4較SLAM具有更為廣泛的組織和器官分布。因此,鑒定MVH蛋白與nectin-4的結合模式,對于麻疹病毒侵入機制研究和有效
藥物靶點(diǎn)的發(fā)現具有重要意義。
中科院微生物研究所高福課題組長(cháng)期致力于囊膜病毒跨種間傳播機制與免疫分子識別研究,針對新發(fā)現的病毒受體分子,迅速開(kāi)展了復合物結構及相互作用的功能研究。高福課題組張曉愛(ài)、逯光文等研究人員成功制備了高純度的MVH與nectin-4的蛋白復合物,獲得了高質(zhì)量的晶體,并解析了復合物的分子結構。MVH蛋白為六個(gè)類(lèi)螺旋槳葉(β1-β6)組成的方形結構;nectin-4分子通過(guò)自身的第一個(gè)免疫
球蛋白樣結構域(immunoglobulin-likedomain)結合于H蛋白的β4和β5槳葉片之間的溝槽內;兩個(gè)分子間以疏水相互作用為主。在nectin-4與MVH的結合界面上,nectin-4分子通過(guò)F-Gloop頂端的Phe-Pro雙殘基基序插入到H蛋白一個(gè)高度疏水的口袋中,在MVH與nectin-4的結合和介導病毒侵入中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
進(jìn)一步的比較分析發(fā)現,這一疏水口袋在MVH對另外兩個(gè)受體SLAM和CD46的結合中也具有非常重要的作用。這提示以該口袋為靶點(diǎn)設計小分子藥物,可以有效阻斷麻疹病毒對現已鑒定的所有受體分子的結合。
麻疹對公共衛生安全的潛在威脅亟需特異、高效的抗麻疹病毒藥物。阻斷病毒的結合和侵入,防患于未然,是最有效的
抗病毒手段之一。課題組對MVH和nectin-4結合模式的研究成果,對抗麻疹病毒的藥物設計具有重要的指導意義。
該項研究成果近期發(fā)表在自然子刊NatureStructural&MolecularBiology雜志上。