2020-02-14 22:06:01
低温电子显微镜为对抗爱泼斯坦巴尔打开一扇门

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爱泼斯坦-巴尔病毒是最广泛的人类病毒之一。它是疱疹病毒家族的一部分,可引起腺热(传染性单核细胞增多症),癌症和自身免疫性疾病。目前,尚无治疗这种病毒引起的感染的方法。在最近发表在《自然通讯》上的工作中,来自西班牙生物医学研究所(IRB Barcelona)和西班牙巴塞罗那分子生物学研究所(IBMB-CSIC)的科学家使用了冷冻电子显微镜(cryo-EM)来揭示蛋白质的结构。 Epstein-Barr病毒中的关键蛋白,称为门户。疱疹病毒和尾巴噬菌体(感染细菌的病毒)之间的相似性表明,这两种类型的生物体可能是相关的。在同一期刊上发表的第二篇论文中,研究小组结合了冷冻EM和X射线晶体学技术,解决了噬菌体T7中门蛋白的结构。这些结果使他们能够推断出爱泼斯坦-巴尔病毒门户网站的工作方式,并可能有助于开发这种病毒的治疗方法。

在2018年,我们为您带来了一个新闻,即eBIC的高分辨率cryo-EM发现了有关单纯疱疹病毒关键特征的新信息。 Cryo-EM现在已经对相关的爱泼斯坦-巴尔病毒发挥了不可思议的作用,从而为战胜这种无法治愈的病毒铺平了道路。

疱疹病毒家族庞大,包括八种人类病原体。爱泼斯坦-巴尔病毒会感染B细胞(一种白血球),并感染构成皮肤并且还覆盖喉咙,血管和器官内部的上皮细胞。它会引起腺体发烧(传染性单核细胞增多症),并可能导致多种癌症和自身免疫性疾病。

所有疱疹病毒均以类似方式感染。一旦病毒进入细胞并到达细胞核,它就会释放其DNA。该DNA可以休眠数年,直到特定条件触发复制。当病毒复制时,将DNA引入新的病毒外壳(衣壳),形成能够攻击其他细胞的新病毒。该病毒使用一种称为门户的蛋白质将其DNA包装到病毒衣壳中,并在感染期间将其释放到宿主细胞中。由于门户在复制和感染中起着至关重要的作用,因此它成为开发新的抗病毒药物的有吸引力的目标。

门户:打开和关闭的情况?

疱疹病毒和尾巴噬菌体的衣壳结构和病毒DNA包装机制之间的相似性表明它们可能是相关的。尽管研究人员已经能够成功地从噬菌体中确定门蛋白的结构,但是疱疹病毒门的研究却更具挑战性。现在,来自生物医学研究所(IRB Barcelona)和巴塞罗那分子生物学研究所(IBMB-CSIC)的科学家在eBIC上使用cryo-EM来揭示Epstein-Barr病毒中门蛋白的结构,分辨率为3.5Å。

在第二项研究中,同一团队使用了冷冻EM和X射线晶体学相结合的方法来鉴定噬菌体T7中门蛋白的结构。他们的工作说明了结合使用这些技术来解决具有挑战性的分子结构的力量。

噬菌体还利用其门户将其DNA包装在前壳体中。然后,尾部组件在门上组装以产生传染性病毒。当通道打开以将DNA传递到宿主细胞时,喷射导管保持紧密密封直到感染。迄今为止,针对Caudovirales噬菌体家族分析的所有门户均具有共同的结构特征。

寻找抗病毒药

Miquel Coll是巴塞罗那IRB蛋白质与核酸复合物和分子机器实验室的结构生物学负责人,也是IBMB-CSIC的教授。他说;

“理解门蛋白的结构可以帮助设计用于治疗疱疹病毒感染的抑制剂,例如爱泼斯坦-巴尔。由于这种蛋白仅存在于疱疹病毒中,因此这些抑制剂具有病毒特异性,对人体的毒性较小。 ”

IRB Barcelona和IBMB-CSIC的博士后研究员CristinaMachón和MontserratFàbrega是这两篇论文的第一作者。他们说:“解决噬菌体T7门户蛋白的结构,使我们能够推断出爱泼斯坦-巴尔病毒的门户是如何工作的。”

当前用于治疗疱疹病毒感染的药物靶向病毒DNA聚合酶。它们不是很有效,具有严重的副作用和长时间治疗后出现的病毒抗性。没有针对爱泼斯坦-巴尔病毒的特定治疗方法。对门禁蛋白质原子结构的了解将非常有价值,可以进行针对其功能的化合物的结构驱动设计-高特异性抗病毒药物,应减少副作用。

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