Nat Chem:联合抗击HIV病毒

2013-11-26 06:00 · 21830

由美国东北大学领导的研究团队发现,人体内的A3G蛋白能够帮助我们阻击HIV病毒感染,A3G蛋白不仅可通过改变DNA单链来阻止HIV病毒在细胞中复制,此外它们还可直接作用于HIV病毒。这一研究的意义在于:未来对艾滋病的治疗,可研发出替代性HIV治疗方法以及增强A3G蛋白的阻断HIV病毒的能力。


由美国东北大学(Northeastern University)教授领导的一个研究团队日前的揭示出一种人体蛋白APOBEC3G(简称为A3G)的独特性质,而这很可能会改变我们对HIV药物研发的看法。

这项研究发表在《自然•化学》(Nature Chemistry)杂志上,由Mark Williams,他的研究生Kathy Chaurasiya及其他几个合作者共同完成,研究发现A3G蛋白能够帮助我们阻击HIV病毒感染。

A3G蛋白

众所周知,人体在病毒入侵时,会启动相应的免疫机制进行抵抗。当然还有一类天然的防御蛋白,它们存在我们的免疫系统中,对抗病毒及其他外来者。通常我们把这些蛋白质为我们身体构成的保护机制叫做第一道防线。我们身体里面都有一种叫A3G抗病毒蛋白,它可防止HIV病毒入侵。然而,艾滋病毒已经进化策略出逃避这种蛋白质免疫作用潜入我们的细胞中,并让细胞破坏体内A3G蛋白质的合成。这就是本研究的主要问题,A3G蛋白是如何抵御HIV病毒呢?

多功能的A3G蛋白

首先,A3G蛋白沿着DNA的一条链移动,当其到达DNA特定区域时,利用其酶活性作用DNA,从而让HIV病毒产生变异。事实上,研究人员后来发现,即使A3G蛋白不改变DNA,也可抵御HIV病毒。

研究者打算了解A3G蛋白是如何阻断细胞中DNA复制从而达到阻止HIV病毒的复制。但这遇到一个问题,就是A3G蛋白作用时动作非常迅速,研究者需要它们“冷静”下来,只有这样他们才能够研究这种蛋白的作用机理。

Williams教授发现A3G蛋白并不是一直快速运动,“它们的移动会随着时间变化而不同。一开始作用时,这种病毒动作很快,但之后,它们就变得慢起来了,并停留在某一个位置,阻止DNA复制。”

挑战传统观点

这一观点同之前许多研究者的结论背道而驰,首先他们怀疑A3G蛋白同时具备酶及阻断蛋白的功能,其次酶蛋白生化反应通常是非常迅速的,如果让他们减慢速度,似乎在酶结构上说不过去。于是研究者利用一种叫光镊(Optical tweezers)的工具,让每条单链DNA上绑定一个A3G蛋白,从而通过DNA长度来测试A3G蛋白移动的速度。一旦知道A3G蛋白移动速度我们就有可能采取相应的方法来让A3G的速度。

研究人员称,A3G蛋白同DNA结合后形成一个复杂的蛋白体(multi-protein complex)。一旦这种蛋白体的形成,A3G蛋白就不再快速移动了。“这表明缓慢的绑定也可阻止HIV病毒的复制。” Williams教授说。

对HIV病毒研究的影响

目前,已知A3G蛋白至少有两种机制可阻止HIV病毒(一种是酶反应,另一种是阻断蛋白)。未来对于艾滋病的治疗,可以研发出替代性HIV治疗和增强A3G蛋白的阻断能力。而这种方法之前是从未进行研究过的。
关键词: HIV病毒 A3G蛋白