利用结构生物学领域开发的强大工具和技术，华盛顿大学的研究人员发现了有关人类免疫缺陷病毒（HIV）的新细节。这些发现使人们关注病毒表面上下的基本结构，可能有助于设计和开发预防艾滋病的疫苗。

这些详细的发现包括完整病毒环境下病毒包膜“刺突”蛋白（病毒与细胞结合时使用的Env蛋白）的结构和位置的3D视图。通常情况下，研究人员将从病毒中分离出来的蛋白质颗粒或表达为工程蛋白或纯化蛋白。在另一个关键的进展中，科学家们揭示了糖聚糖屏障——蛋白质上的糖可以将其隐藏在人体免疫系统之外。

“我们正在研究整个病毒粒子，以及表面的蛋白质如何与病毒的其余部分联系起来，”该研究的第一作者、华盛顿大学药学院药物化学副教授Kelly Lee说。“通过观察完整的病毒结构，我们可以看到这种‘病毒的脸’的不同侧面是如何显示的，以及它们如何被免疫系统识别或隐藏。”

这张完整的病毒图也让科学家们获得了新的见解，了解了包膜刺突蛋白在表面相对于内部蛋白质结构（称为Gag晶格）的位置。

“这一发现推翻了以前关于病毒各部分如何组装的模型，有助于我们将注意力集中在这两种蛋白质可能对接的相互作用上，”Lee说。“这种交互需要更详细地解决，但至少当前的工作为我们提供了病毒程序集的正确架构模型。”

正是这个特殊的发现导致了2月4日发表在《细胞》杂志上的这篇论文——“Cryo-ET of Env on intact HIV virions reveals structural variations and positioning on the Gag lattice”。科学家们指出，另一个以前没有观察到的发现是，支撑包膜蛋白的“柄”是灵活的，可以倾斜，这对免疫系统保护细胞免受感染的中和抗体来说，既是机遇也是挑战。

“结构生物学已经推动了HIV疫苗的设计，因此，当我们对我们的目标有了更好的了解，这就会激发创新，并可能导致改进的疫苗，”Scripps研究所的免疫学和微生物学副教授、共同通讯作者Michael Zwick说。

Zwick补充说，HIV病毒的包膜是疫苗开发的一个特别困难的目标，因为这种病毒的刺突很少，而且用糖分子伪装它们，以逃避我们的免疫系统。

“所有这些特征增加了HIV刺突蛋白呈现给免疫系统的动态变异性，”Lee说，他还领导了华盛顿大学的一个研究病毒结构和动态的实验室。“这是HIV疫苗研发人员从一开始就在努力解决的问题——这种病毒会发生突变，并以天文数字般的速度改变自己。每次它感染一个个体，你最终会在这个个体中产生数千种不同的变异，如果你在人群中观察，它会繁殖得更多。”

事实上，今年2月，荷兰发现了一种更致命的HIV病毒。幸运的是，尽管该菌株是一种“高度致命的变种”，但它仍然对治疗有反应。

Zwick说:“这再次提醒我们，这些病毒总是在变化，所以我们需要科学家继续研究它们。”

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Cryo-ET of Env on intact HIV virions reveals structural variation and positioning on the Gag lattice