科学家解析甲肝病毒与中和性抗体复合物三维结构

HAV 与中和性抗体复合物整体结构

    1 月 10 日,《美国科学院院刊》(PNAS)在线发表了中国科学院生物物理研究所饶子和课题组和牛津大学 David Stuart 课题组合作的研究论文:Potent neutralization of Hepatitis A virus reveals a receptor mimic mechanism and the receptor recognition site,解析了甲肝病毒与其中和性抗体 Fab 复合物精细三维结构,通过病毒学和细胞生物学实验证明:该抗体不仅能够阻断 HAV 与其受体 TIM- 1 分子的相互作用,还干扰了 HAV 病毒正常的脱衣壳过程,揭示了一种“Receptor Mimic”的中和机制,为抗病毒药物研发提供重要信息。

    全球每年仍然有 140 万甲型肝炎病毒 (HAV) 感染病例,主要爆发于发展中国家。HAV 病毒属于小 RNA 病毒科肝炎病毒属,尽管 HAV 病毒是较古老的病毒,虽然其灭活病毒制备的疫苗上市多年,但是仍然很多科学问题尚未研究清楚。2015 年饶子和研究团队解析了 HAV 全病毒颗粒的晶体结构,揭示了 HAV 独有的结构特性、极强的稳定性和小 RNA 病毒的进化关系。然而,HAV 的受体结合位点以及具有极强稳定性的病毒是如何发生脱衣壳的分子机制还是不清楚。

    该研究结合低温冷冻电镜技术、X 射线晶体学和病毒学技术,解析了 HAV 病毒实心颗粒(3.4 埃,约 4500 颗粒)、HAV 病毒空心颗粒(3.9 埃,约 4000 颗粒)和 HAV 病毒实心颗粒与抗体复合物(4.1 埃,约 1500 颗粒)以及中和性抗体 R10 Fab 的晶体结构,确定了精细抗原表位,且该抗原表位在 6 株人类甲型肝炎病毒均高度保守。R10 结合在病毒五次轴一圈正电荷富集的区域,该区域被实验证明为 TIM- 1 分子 mucin domain 糖链结合的位置;此外 R10 的轻链与 TIM- 1 分子 Ig V domain 有很高的结构相似性。结合功能性数据表明:R10 能够阻断 HAV 分子与 TIM- 1 分子的结合和干扰 HAV 脱衣壳的特性,从结构和功能上提出了一种“受体模拟”的中和机制。

    该研究对于阐述 HAV 病毒的受体结合位点和脱衣壳过程具有重要意义,为抗 HAV 病毒药物的研发提供理论指导和新方向。饶子和、David Stuart、王祥喜、Elizabeth Fry 为该文的共同通讯作者,朱玲、党明浩和胡忠玉为共同第一作者,该研究得到中科院先导项目“超大分子复合物”、国家“973”项目、国家自然科学基金以及国家重大传染病专项的大力支持。
(责任编辑:zqg)

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