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美国斯克里普斯研究所的科学家首次发现,病毒能够识别并攻击人类宿主细胞的生物结构。他们不仅观察到淋巴细胞脉络丛脑膜炎(LCMV)病毒糖蛋白的重要特性,而且发现其药物靶点与拉沙病毒相似。研究结果发表在《自然结构和分子生物学》杂志上。
LCMV病毒和拉萨病毒都对人类非常有害。LCMV病毒在啮齿类动物中较为常见,其症状在人群中并不明显,但在免疫功能低下的患者中很容易引起脑和脊髓肿胀以及婴儿先天性畸形。在过去的80年里,科学家们还不知道淋巴细胞性脉络膜脑膜炎病毒引起的感染的蛋白质结构是什么。
为了解决这个问题,研究人员筛选了数百种晶体,最终通过X射线结晶学构建了病毒表面糖蛋白的三维模型。蛋白质结构是LCMV病毒和宿主细胞结合的关键。研究表明,LCMV病毒表面糖蛋白由两个相反的二聚体组成,一个称为GP1亚单位,其功能是附着于宿主细胞。另一种叫做GP2亚单位,它可以引发病毒侵入细胞并劫持细胞供其使用。
这种结构也是两种不同病毒之间的关键联系。例如,艾滋病毒由三聚体组成,而登革热病毒被圆形蛋白外壳包围。如果LCMV病毒二聚体是扁平的,它看起来像一个圆形的蛋白质结构。然而,如果它与第三个单元相连,就能形成一个三聚体状结构。LCMV病毒的结构可以改变,这可能是连接这两种病毒的重要进化环节。
研究人员发现了LCMV病毒通过其表面糖蛋白的基因突变与宿主细胞结合所必需的五种“残留”蛋白质。实验表明,虽然二聚体只是LCMV病毒生命周期中的一个阶段,但它是一个决定性的重要阶段,二聚体结构的破坏可以阻止病毒的繁殖。
此外,研究还发现LCMV病毒和拉沙病毒非常相似,糖蛋白基因的相似度达到65%,且两者具有相似的药物靶点,这对于设计治疗拉沙热的抗体和药物非常重要。