每日最新頭條.有趣資訊

超精細B肝病毒衣殼原子互動曝光

編輯推薦:

特拉華大學和印第安納大學的研究人員合作在《eLife》發文,揭示了未知的B肝病毒衣殼細節,為全世界超過2億5000萬B肝患者照亮了潛在新療法。

衣殼承載著B肝病毒向宿主細胞注入遺傳物質的作用,它們是研發乙型肝炎治療藥物的一個重點目標。

「對乙型肝炎來說,病毒的衣殼結構早有報導。我們的出發點是研究衣殼運動及其對周圍環境的影響,」文章一作、化學和生化系獨立博後研究員Jodi A.Hadden說。

Jodi A. Hadden和

Juan

Perilla使用電腦模擬來研究包裹HBV遺傳圖紙的

病毒衣殼

。這張圖片顯示,

病毒衣殼

由240種蛋白質組成。

Hadden和她的研究團隊用超級電腦資源執行「全原子分子動力學模擬」。

分子動力學模擬讓研究人員得以觀察分子移動的方式,從而了解它們在自然界的功能。電腦模擬是唯一能在原子水準揭示分子系統運動的方法,這種方法也被稱為「計算顯微鏡」。

在模擬B肝病毒時,研究人員發現衣殼並不像之前人們所想的那樣僵硬,實際上它們相當靈活。它可以扭曲成不對稱的形狀,甚至能通過一個開口直接擠壓到被病毒感染的細胞核內。

「我們認為,衣殼的扭曲能力對正確包裝遺傳圖紙,使其進入細胞核,最終在感染過程中產生新病毒拷貝是必要的,」Hadden說。

前期實驗顯微鏡觀察顯示,這些微小的衣殼由240種蛋白質組成,但是之前的研究無法生成更複雜結構的高解析度影像,化學和生物化學助理教授JuanR. Perilla說。

「顯然,HBV的靈活性檢測是顯微鏡的一個局限性,」他說。「相反,模擬技術已經能夠揭示衣殼更完整的畫面,此外還能提供它們如何移動、扭曲和與環境互動等資訊。」單次模擬包括600萬個原子的資訊量。

「我們把所有細節都深入到了原子層面,」Hadden說。「研究藥物相互作用你必須做到完全理解。」

研究人員發現,衣殼表面的小三角形開口(或毛孔)可能是它的蛋白質「尾巴」刺出來的位置,這是一個重要的感染信號。

「我們一直知道衣殼尾部必須在表面上暴露一段時間,衣殼才能進入細胞核,」Hadden說。「我們把病毒的這種行為比喻為『叫計程車』。」

這些發現很有可能轉化為藥物治療。例如阻止衣殼變形,讓它們變硬,或者堵住其表面三角孔,將有可能阻斷感染過程。

雖然B肝病毒有疫苗可以預防,然而,一旦感染就無法治癒。鑒於B肝病毒會導致嚴重的肝臟疾病,甚至威脅生命,科研人員正在想辦法在體內封堵它們,最終實現治癒。

原文檢索:All-atommoleculardynamics of the HBV capsid reveals insights into biological function and cryo-EMresolutionlimits


獲得更多的PTT最新消息
按讚加入粉絲團