研究揭示病毒識別和攻擊人類宿主細胞的生物結(jié)構(gòu)

美國斯克里普斯研究所的科學家發(fā)現(xiàn)病毒識別和攻擊人類宿主細胞的生物結(jié)構(gòu)。他們不僅觀察到淋巴細胞脈絡(luò)叢腦膜炎（LCMV）病毒糖蛋白的重要特征，還發(fā)現(xiàn)了其與拉沙病毒類似的藥物靶點。該項研究成果發(fā)表在《自然結(jié)構(gòu)和分子生物學》雜志上。

LCMV病毒和拉沙病毒都是對人類有極大危害的病毒。LCMV病毒在嚙齒類動物中較為常見，其癥狀在人群中表現(xiàn)不明顯，但易導致免疫功能低下的患者大腦和脊髓腫脹及嬰兒先天畸形。在過去80年里，科學家一直不了解淋巴細胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒引發(fā)感染的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是什么。

為解決這一問題，研究人員篩選了數(shù)以百計的晶體，zui終用X射線結(jié)晶學方法構(gòu)建了病毒表面糖蛋白的三維模型。該蛋白結(jié)構(gòu)是LCMV病毒與宿主細胞結(jié)合的關(guān)鍵。研究表明，LCMV病毒表面糖蛋白由兩個方向相反的二聚體組成，一個稱為GP1亞基，其功能是附著在宿主細胞上；另一個稱為GP2亞基，可啟動病毒侵入細胞并劫持細胞為其所用。

該結(jié)構(gòu)還是兩類不同病毒間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如艾滋病毒由三聚體構(gòu)成，而登革熱病毒則被圓形蛋白外殼所包裹。如果LCMV病毒二聚體處于平躺狀態(tài)，就像圓形的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；但如果它連接了第三單元后，則可創(chuàng)建出類似三聚體的結(jié)構(gòu)。LCMV病毒的結(jié)構(gòu)可發(fā)生變化，很可能是聯(lián)結(jié)這兩類病毒的重要進化環(huán)節(jié)。

研究人員通過對LCMV病毒表面糖蛋白進行基因突變，發(fā)現(xiàn)了該病毒與宿主細胞結(jié)合所必須的5個“殘留”蛋白質(zhì)。實驗表明，盡管二聚體在LCMV病毒生命周期中只是一個階段，但它卻是起決定性作用的重要階段，二聚體結(jié)構(gòu)的破壞可阻止病毒的繁殖。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)LCMV病毒與拉沙病毒很相似，其糖蛋白基因的相似度達65%，二者有類似的藥物靶點，這對于設(shè)計治療拉沙熱的抗體及藥物至關(guān)重要。