美首绘艾滋病毒蛋白结构图
艾滋病(AIDS)作为一种严重的传染病,给全球人类健康带来了巨大的威胁。自1981年艾滋病首次被发现以来,科学家们一直在努力寻找治疗艾滋病的新方法。近期,《细胞》杂志网络版发表了一项重要研究成果,美国科学家首次精确描绘出构成艾滋病病毒(HIV)衣壳的CA蛋白六聚物结构图,为艾滋病治疗带来了新的曙光。
艾滋病病毒是一种RNA病毒,其生命周期包括吸附、进入、转录、复制、组装和释放等步骤。目前,艾滋病治疗药物主要针对病毒生命周期中的关键步骤,如利用蛋白酶抑制剂阻断蛋白分裂,从而防止病毒的产生。然而,随着病毒抗药性的增强,这些药物的疗效越来越有限。
为了寻找新的治疗途径,科学家们开始关注艾滋病病毒衣壳的结构和形成机制。艾滋病病毒衣壳是由一定数量的壳粒组成的蛋白质层,包裹着病毒的遗传物质。此前的研究表明,艾滋病病毒衣壳由大约250个六边形的蛋白团呈蜂窝状排列组合而成。美国科学家利用X光晶体照相术,首次详细描述了构成艾滋病病毒衣壳的六边形蛋白体(CA蛋白六聚物)的高清分子结构。
研究发现,CA蛋白六聚物由六个氨基酸链的氮末端聚合在一起,形成六聚物的中心,而氨基酸链的碳末端则形成围绕中心的“软”带,起着连接相近六聚物的作用。大约250个这样的六聚物结合在一起,形成了病毒衣壳。由于起连接作用的“软”带非常柔软,所以这些衣壳的曲率并非固定不变。这一发现为寻找干涉CA蛋白六聚物连接的方法提供了新的思路。
例如,可以设计出能够插入关键位置的小分子,来阻碍CA蛋白六聚物的聚集结合,或者使衣壳处于不稳定状态。任何能够使病毒衣壳不稳定的东西,不论是阻碍六聚物的聚集结合,还是促成病毒衣壳的损坏解体,都会起到削弱甚至杀死病毒的作用。这一研究为艾滋病治疗提供了新的思路,有望为患者带来新的治疗选择。
除了艾滋病治疗,这项研究也为其他病毒性疾病的研究提供了新的思路。例如,流感病毒、SARS-CoV-2等病毒,其衣壳结构也与艾滋病病毒类似。通过研究这些病毒衣壳的结构和形成机制,有望开发出针对多种病毒性疾病的新药。