新成像手段揭示HIV糖盾细节,疫苗研发或找到关键点

2020-10-28 来源:前瞻网   关键字:防艾 艾滋

新成像手段揭示HIV糖盾细节,疫苗研发或找到关键点

  原标题:突破!新成像手段揭示艾滋病毒糖盾细节,疫苗研发或找到关键点

  斯克里普斯研究公司(Scripps Research)和洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的科学家们设计了一种方法,用于绘制聚糖,其达到的精度前所未有。聚糖分子就像一面盾牌,会协助艾滋病毒,避免被免疫系统消灭。

  这一最新研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

  绘制结果将使研究人员更全面地了解为什么抗体对病毒上的某些位点有反应,而对其他位点没有反应,并可能找到针对艾滋病毒和其他病毒上最脆弱和药物最容易进入的点位,仅为影响对新疫苗的研究。

  艾滋病毒和许多其他病毒(也包括新冠病毒)都会在最外层刺突蛋白上形成糖盾。

  该研究的主要作者、斯克里普斯结构生物学实验室的博士后研究助理扎克里·伯恩德森(Zachary Berndsen)博士表示:“我们现在有一种方法可以捕捉这些不断波动的聚糖屏障的完整结构,这在很大程度上决定了抗体在哪里可以或不能与艾滋病毒等病毒结合。”

  这些含糖分子对抗体具有抵抗性,而这种波动的灵活性也使研究人员无法用传统原子尺度成像技术捕捉到它们。而在最新的这项研究中,这些难以捉摸的分子第一次在名为“Env”的艾滋病毒尖峰蛋白表面被非常详细地绘制出来。

  研究人员将一种名为冷冻电子显微镜(cryo-EM)的原子级成像方法、复杂的计算机建模和特定位点质谱的分子识别技术相结合。Cryo-EM依赖于平均数万或数十万个单独的快照来创建清晰的图像,因此像聚糖这样高度灵活的分子画面十分模糊。

  但是通过将冷冻电磁与其他技术相结合,研究人员能够恢复这种丢失的聚糖信号,并使用它来绘制Env表面的脆弱位点。

  这是首次将冷冻电磁与计算机建模共同用于描述原子细节中的病毒屏障结构。

  新的组合方法以极其详细的方式揭示了聚糖的结构和动态性质,并帮助团队更好地理解这些复杂的动态如何影响冷冻电磁图中观察到的特征。从这些丰富的信息中,研究小组观察到,单个聚糖不像以前认为的那样,只是在穗状蛋白的表面随机摆动,而是成簇成簇地聚集在一起。

  在这些聚糖簇拥的空间中,研究人员发现了消灭病毒的希望。伯恩德森表示:“有许多聚糖似乎在一起移动和相互作用,在这些聚糖微结构域之间,抗体显然有机会结合。”

  这项发现和研究中的其他发现表明,Env的聚糖屏蔽可以根据用于产生它的细胞类型而变化。在艾滋病毒对人类的感染中,病毒使用人类免疫细胞作为工厂来复制其蛋白质。但是用于制造疫苗的病毒蛋白通常是在哺乳动物的其他类型细胞中产生的。

  此外,研究人员还发现,当使用酶从艾滋病毒中缓慢去除聚糖时,蛋白质开始分解。一直以来,Env的聚糖盾只被认为是一种针对抗体的防御机制,但现在研究人员怀疑其也可能在管理Env的形状和稳定性方面发挥作用,使其保持感染的平衡。

  研究团队预计,新聚糖图谱方法将在疫苗(不仅仅是针对艾滋病毒)的设计和开发中发挥巨大作用。研究人员表示,许多技术可以直接应用于其他聚糖屏蔽病毒,如流感病毒和冠状病毒,并可以扩展到聚糖发挥关键作用的某些癌症病毒之中。

  编译/前瞻经济学人APP资讯组

  原文来源:

  https://phys.org/news/2020-10-imaging-method-reveals-hiv-sugary.html

  https://www.drugtargetreview.com/news/74939/new-imaging-method-reveals-glycan-vaccine-targets-on-hiv-molecules/

  (来源:前瞻网)

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