研究发现抑制艾滋病毒感染能力的新机制

HIV是导致艾滋病的元凶，这种显微镜下看来有点像菠萝的病毒，目前为止已经夺去了3500多万人的生命。

在由特拉华大学和匹兹堡大学医学院牵头的一项研究中，研究人员发现了一种“制动器”，干扰了艾滋病毒的发展成为传染性病原体。这种机制可以阻止覆盖病毒的蛋白质外壳的形成。该研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。

该研究是跨学科共同完成的。这个结果是基于对艾滋病病毒早期和晚期生命周期结构和动态的七年极其详细的研究。病毒分子的运动通过实验测量，并以十亿分之一秒进行模拟，这比眨眼或蜂鸟翅膀的颤动要快得多。

教授Tatyana Polenova说：“人们过去常常把注意力集中在病毒的静态结构上，但它们并不稳定。她是核磁共振（NMR）光谱学方面的专家，帮助科学家确定并确定每个原子在结构中的位置以及每个原子如何移动。

她补充说：“艾滋病病毒及其组成蛋白质和核酸分子等病毒是不断扩大和缩小的动态实体。 “他们的动作就像呼吸一样。”

Polenova说，艾滋病病毒中的分子协同运作，但在每个分子的运动发生在许多不同的时间尺度。

随着HIV病毒的发展，一系列事件发生，影响其结构和感染能力。但是在这种情况下，蛋白质构建块被有条不紊地“切割”或从更大的主蛋白Gag中切割下来。

通过整合最先进的技术，包括固态和溶液核磁共振，高端计算机模拟和低温电子显微镜，研究人员回答了一个长期的问题，病毒成熟的最后一步发生在一个非感染性的未成熟病毒体变成感染性病毒颗粒的过程。

研究小组发现，一种关键的肽 - 间隔肽1（SP1） - 必须处于高度可移动的结构中才能被病毒蛋白酶切割，这种酶就像切割剂一样起作用。在模拟中，肽类似于连续不断运动的卷曲丝带的螺旋状的细纤维纱线。

Polenova说：“这种肽总是在最后的成熟阶段，但我们惊讶于它是如此混乱和动态，”Polenova说。

一旦SP1肽被切割，HIV病毒形成其保护性衣壳并变得具有传染性。但是，你如何阻止这个过程呢？在由Angela Gronenborn领导的匹兹堡大学的团队实验中，抗HIV抑制剂Bevirimat被证明与SPI肽相互作用，从而阻止了病毒衣壳“外壳”的发展。

为了阻止艾滋病病毒通过破坏病毒的成熟而变得具有传染性，对于潜在的药物靶标进行调整是该研究小组的持续目标。

“我们必须了解这些短暂的分子波动和过程——蛋白质分裂和衣壳生成，”Perilla说。“要添加新一代的capsid抑制剂来预防艾滋病毒，你必须有非常具体的时间和速度，这些药物将发挥作用。”

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