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HIV病毒衣壳结构被解码
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HIV病毒衣壳结构被解码

【概要描述】这种病原体——人类免疫缺陷病毒的外壳护着病毒,直到其在体细胞展开破坏性的影响。研究人员现在已经将这个外包壳的结构完全解码,这会对新药的发展有很大的帮助。这种微小不点有一个可怕的效应:它们一旦进入身体,便盯上特殊的免疫细胞,并使之只产生(病毒)自己的新副本。人体的免疫系统开始散架了,随着时间的推移,艾滋病免疫缺陷的病逐渐显现。各种药物虽或可以减缓HIV病毒的发展。但是,由于病原体始终能够做到经突变使

HIV病毒衣壳结构被解码

【概要描述】这种病原体——人类免疫缺陷病毒的外壳护着病毒,直到其在体细胞展开破坏性的影响。研究人员现在已经将这个外包壳的结构完全解码,这会对新药的发展有很大的帮助。这种微小不点有一个可怕的效应:它们一旦进入身体,便盯上特殊的免疫细胞,并使之只产生(病毒)自己的新副本。人体的免疫系统开始散架了,随着时间的推移,艾滋病免疫缺陷的病逐渐显现。各种药物虽或可以减缓HIV病毒的发展。但是,由于病原体始终能够做到经突变使

  • 分类:新药研究动态
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  • 发布时间:2017-01-15 22:51
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  这种病原体——人类免疫缺陷病毒的外壳护着病毒,直到其在体细胞展开破坏性的影响。研究人员现在已经将这个外包壳的结构完全解码,这会对新药的发展有很大的帮助。这种微小不点有一个可怕的效应:它们一旦进入身体,便盯上特殊的免疫细胞,并使之只产生(病毒)自己的新副本。人体的免疫系统开始散架了,随着时间的推移,艾滋病免疫缺陷的病逐渐显现。各种药物虽或可以减缓HIV病毒的发展。但是,由于病原体始终能够做到经突变使其对药物不敏感,新的药物便成为急需。着手点之一就是该病毒的外层,所谓的衣壳。它是位于病原体外包围壳下方的遗传物质的那部分。只有当病毒进入细胞,才打开此衣壳,现在暴露的病毒基因组便可进入细胞的遗传物质中。在这个过程中,各个时间都必须是确定的,而这里将有可能阻断病毒。一组美国研究人员现在已经解码了衣壳的结构,在专业杂志《自然》"Nature"上发表了他们的工作报告。除此之外,使用在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的千万亿次超级计算机“蓝水”是必要的。现在我们知道了衣壳的确切化学结构,这样现在就可以开发药物来攻击它,以前它只有通过试验-错误-原则,参与这项研究的研究人员说。这个现已被解码了的结构,可使人搜索到能够进行的攻击点–开孔或其他的凹凸不平的表面,而使分子进入,让其衣壳裂开或者根本无法打开。将病毒基因组关闭。研究人员经多年的工作,就衣壳的结构完全显示。可问题是一方面,有可能将形成衣壳的蛋白质(CA)以晶体的形式培养出来,以使得它的三维结构可以在原子水平上得以阐明- 但一个整体的衣壳却无法结晶。另一方面,衣壳可以通过电子显微镜观察 - 但分辨能力很差。
在电子显微镜下的小星星:科学家们开发了一种程序,原则上由这些已记录–及其更多–综合到一起。用“蓝水”帮助来塑造衣壳。这是必要的,用以模拟6千4百万单个原子,只有超级计算机才有可能。这些原子的95%属于水分子和于其中溶解的离子,衣壳的此类围绕在一个细胞的周围。衣壳近1300个蛋白质组成含有约3百万个原子。衣壳蛋白大多是六聚体- 在电子显微镜下,这些看起来像六角星。然而,在在衣壳的一些地方,也有五角星的五聚体。它们是必要的,这样才可能使衣壳封闭。如果你只有六聚体,形成只能是长的细管。当然,并非每衣壳都有完全相同的结构,而是形状各异。我们发表了两种典型的衣壳结构。模型由216个六聚体,另一个是186个–两个都包含正好整整12五聚体。是五聚体的这个数字是必须的,这还需要通过近300年的数学家莱昂哈德·欧拉Leonhard Euler公式推导帮助。科学家们估计尤其是在五聚体的环境中会有漏洞,当可对衣壳行攻击之势。这种衣壳作为药物靶也显示了一个在自然界中有趣的性质:猴子能抵御HIV是因为其之免疫系统能破坏衣壳。衣壳模型,围裹HIV病毒的遗传物质:研究认为衣壳的整体结构已解码 – 他们使用不同的技术获得了数据,而后在一台超级计算机的帮助下合并到一起。只有一种类型的蛋白质CA,近1300 CA蛋白构成衣壳。他们通常是六聚体(蓝色),在衣壳上有12个点是五聚体(绿色)。CA在电子显微镜下的六聚体管:没有五聚体就无以形成衣壳。实验室的实验表明,CA六聚体加起来只能形成长管。在图b中的黄色箭头点到所谓的螺旋相邻的六聚体间的连接。在左下角的图像边缘的黑条对应的是100纳米。蛋白质模式:可以看到这里有三个CA六聚体(蓝色和橙色)。虽然此模型出现之前就已知是由蛋白形成结构和胶囊构成的衣壳。然,一个准确的3D结构的此衣壳仍不清楚。HIV病毒(模型,档案照片)的结构,避裹的衣壳(绿色)起着病毒遗传物质的保护作用。只有当病毒找到一个(宿主)细胞后才会打开,以使病原体基因组整合到宿主细胞的基因组中。周衣壳的外围是个球壳。此蛋白坐可以靠牢在宿主细胞,也是病原体打开细胞的切口。HIV病毒衣壳(电子显微镜):红色箭头指向CA-六聚体。黄色星号标记点衣壳特别强烈的弯曲处。可以想象的是,此处应能更容易进攻衣壳。具216六聚体和十二五聚体的衣壳模型:在我们确切的知道了衣壳的化学结构之后,才有睁眼开发药物攻击它之可能,此前只能通过“尝试-错误-原则”去发展。参与研究的伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究员说。
杂志“自然”的标题:针对衣壳的特效药,当是新的迫切需要防治艾滋病毒的药物。由于该病毒能迅速变异,至今所使用药物常常是不敏感的。因此,只有针对病原体的各区域药效,才可有所助。

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