经由近一年的攻关,,中国科学院微生物研究所研究员高福研究组对2009甲型H1N1流感病毒外貌的两个主要卵白——血凝素(HA)和神经氨酸苷酶(NA)的研究取得主要突破。。
基于结构生物学信息,,研究者发明2009甲型H1N1流感病毒与季节性流感病毒的HA和NA有很大的差别,,这诠释了2009年甲型H1N1流感病毒引发大盛行的部分缘故原由。。该发明关于甲型H1N1流感相关药物的设计和开发具有主要的指导意义。。
有关HA的研究效果揭晓在今年5月的《卵白质与细胞》(Protein & Cell)杂志上;;NA的研究效果则于9月19日在线揭晓在《自然—结构和分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)杂志上。。
流感病毒是引起季节性、盛行性流感和偶发的流感大盛行的致病因子,,病毒外貌有两类主要的囊膜卵白:HA和NA。。从结构上讲,,HA有1~16型,,NA有1~9型,,两者排列组合成多种病毒亚型,,2009甲型H1N1流感病毒即为HA第1型与NA第1型的组合。。
两种卵白的功效各不相同。。HA认真识别宿主细胞外貌的唾液酸受体,,协助病毒囊膜与宿主细胞膜的融合,,在病毒导入宿主细胞的历程中施展主要作用。。HA照旧一个主要的外貌抗原,,抗HA的抗体可以中和流感病毒。。
NA则认真移去细胞受体最后与HA连系的唾液酸,,有助于新生病毒粒子的释放和迁徙,,避免病毒群集。。现在,,临床上普遍使用的抗流感病药物扎那米韦(Zanamivir,,瑞乐沙)、奥塞米韦(Oseltamivi,,达菲)就是针对NA酶活性中心设计的。。因此,,研究这两类卵白关于展现特定病毒株的致病性、疫苗与药物研发等具有主要意义。。
2009年3月在墨西哥暴发的甲型H1N1流感病毒,,迄今仍在天下规模内普遍撒播,,造成了重大的经济和社会损失。。2009甲型H1N1病毒基因片断由禽源、人源及猪源流感病毒基因重排而成,,它与1918大盛行流感病毒在许多方面有很高的相似性。。
该研究组选取2009甲型H1N1流感病毒典范毒株A/California/04/2009(H1N1)的HA和NA作为研究工具,,表达纯化了这两种卵白并通过X-射线衍射的要领剖析了它们的晶体结构,,区分率划分抵达了2.9和1.9。。
对2009HA结构的剖析发明,,它与1918年大盛行HA的整体结构以及抗原位点(包括5个确定的抗体识别表位:Sa,,Sb,,Ca1,,Ca2和Cb)高度相似,,但与季节性流感差别很大。。研究者推测,,2009HA可被1918流感患者或病毒携带者的血清中和,,该看法诠释了年轻人对2009甲型H1N1流感易感,,而晚年人则具备更强的对抗力这一征象。。
研究组还发明,,2009HA有增强的碱性区,,可提高病毒侵染力。。但2009HA碱性区周围第N279位与季节性流感及1918HA相比,,多了一个糖基化位点,,这个糖基化位点可以阻碍碱性区作用,,并可能滋扰抗体识别,,可导致病毒毒力削弱,,对宿主细胞的致死性削弱,,病毒毒力抵达动态平衡,,从而有利于自己在宿主体内的大宗扩增与侵染。。
A型流感病毒的NA共有9个亚型,,凭证其一级序列可被分为两组:N1、N4、N5和N8被分为第1组,,而N2、N3、N6、N7和N9被归类为第2组。。第1组NA的主要结构特点在于它的催化位点中有一特另外朴陋,,称为“150-洞”,,凭证这个特殊朴陋可设计合成一些新型NA抑制剂。。
从系统爆发角度上看,,2009NA属于典范的第1组成员N1。。但研究者剖析其晶体结构后发明,,与其他典范的第1组N1相比,,2009NA并没有“150-洞”,,由此推测针对“150-洞”的药物关于2009甲型H1N1流感病毒作用效率削弱,,甚至无效。。
对此,,研究者建议,,在设计合成新型抗2009甲型H1N1流感病毒NA药物的时间,,须阻止针对“150-洞”的设计要领,,而应将眼光集中在更小的酶活区域。。在设计其他NA亚型流感病毒药物的时间,,也应充分思量第1组和第2组NA的区别,,来设计特异性的药物。。
该项研究的牵头人高福2004年从牛津大学回国,,组建了病原微生物与免疫学实验室,,研究重点是基于结构的病原与免疫相关卵白的功效研究。。该项研究获得了中国科学院“流感大盛行应急启动项目”和科技部“流感大盛行‘973’项目”的配合支持。。