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PNAS:血球凝集素如何幫助流感病毒攻擊宿主細(xì)胞

2014-08-04 來源:健客網(wǎng)社區(qū)  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:萊斯大學(xué)和貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員開發(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(xì)胞所采取的一種途徑。這項(xiàng)研究有助于開發(fā)新的抗感染病毒策略,以及開發(fā)一種通用的疫苗。

   蛋白質(zhì)是來自DNA的分子馬達(dá),執(zhí)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(jì)算鏈中每一個氨基酸的結(jié)合模式以及折疊進(jìn)行中周圍環(huán)境的影響。

   當(dāng)幾年前JianpengMa遇見Onuchic時,他意識到一個機(jī)會,他說:“我告訴他,病毒系統(tǒng)有一個非常重要的特征,將對他的能量全景圖方法非常理想。”
 
  長期以來,研究人員已經(jīng)通過X光散射技術(shù)觀察到了血球凝集素的初始和最終結(jié)構(gòu)。但是,由于變化發(fā)生得如此之快,我們不可能捕獲到運(yùn)輸過程中的糖蛋白圖像。Ma說,阻止流感的關(guān)鍵可能是,攻擊這些中間結(jié)構(gòu)。
 
  能量全景圖理論預(yù)測一個蛋白如何折疊,無論它發(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)生在幾秒鐘的時間內(nèi)。在這個過程中,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:“融合肽是分子最重要的部分。血清凝集素附著到病毒膜上,當(dāng)這些肽被釋放時,它們就將自己嵌入到目標(biāo)細(xì)胞的細(xì)胞膜中,從而在兩者之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。”
 
  Ma說:“血球凝集素的目的是,在兩層膜之間戳一個洞。它們必須融合,這樣遺傳物質(zhì)才會被注入到人體細(xì)胞中。”
 
  血球凝集素被宿主細(xì)胞表面的多糖受體所識別,當(dāng)細(xì)胞吞噬它時被吸收。最初,該蛋白的一部分形成一個帽,可保護(hù)內(nèi)部的片段。
 
  酸性條件可以使帽脫落,蛋白質(zhì)開始重構(gòu)自我。Ma說:“融合肽最初隱匿在血球凝集素內(nèi)部,它的釋放是由巨大的構(gòu)象變化所觸發(fā)的。”
 
  Noel稱:“當(dāng)帽未脫落時,整個蛋白質(zhì)是穩(wěn)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(wěn)定,一旦帽脫落了就想要破裂。”
  通過利用來自X光散射技術(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)信息,粗略估計(jì)血球凝集素的整個能量全景圖,研究人員現(xiàn)在可以捕獲參與其重構(gòu)的步驟的粗略畫面,包括肽的釋放點(diǎn)。Ma說:“目前,我們第一次繪制了整個過程,從狀態(tài)A到狀態(tài)B,這個過程的能量學(xué)。”
 
  Ma表示,帽的頻繁突變有助于病毒避開抗體;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(nèi)部是高度保守的。他說:“我們正在靶定病毒不能改變的部分。因此,這為開發(fā)治療藥物提供了更多的希望。”這些藥物可能會帶來一種受益終生的通用流感疫苗。
(實(shí)習(xí)編輯:曾繁星)
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