华人学者为HIV、埃博拉治疗照亮前路

　　

生物通报道：最近，由利兹大学领导的一个华人研究小组首次观察到了“艾滋病病毒（HIV）和埃博拉病毒如何附着于细胞以传播感染”。这项研究结果，发表在今天出版的《Angewandte Chemie》，为这类病毒的治疗提供了一种新的方法：不是破坏病原体，而是阻断它们如何与细胞相互作用。延伸阅读：著名结构生物学家发表HIV疫苗重要成果。

本文首席作者、来自利兹大学Astbury结构分子生物学中心的郭媛（音译，Yuan Guo）博士说：“直到现在，这些病毒是如何附着到细胞上的，仍然是化学家的一个‘黑盒子’。我们知道，病毒与健康的细胞相互作用，但它们共同结合的方式仍然是一个谜。”

在这项研究中，研究人员利用纳米尺寸的晶体（大小约一百万分之一毫米）——被称为“量子点”，可模仿病毒的形状，并作为实验中的技术替身——来揭示它们如何结合细胞。

量子点是一种荧光晶体，其发光的颜色取决于晶体的大小，其中有一个特性使得它们成为最新一代电视的最理想成分。它们也成为一种先进类型的荧光探针，用于生物分子和细胞成像，从而使它们可用于研究病毒如何传播。

利用量子点的荧光，该研究小组能够阐明将它们附着于细胞的物理连接，也揭示了病毒如何结合。

为了使量子点与细胞结合，它们首先必须要被包覆在糖中——利兹大学在这项研究中开发的一种新技术。

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本研究共同作者、Astbury中心和利兹大学化学学院的Bruce Turnbull博士说：“我们往往只听到对糖的负面评价，消耗糖对我们的健康是多么的糟糕。但是，有许多不同类型的糖，在人类生物学中起着至关重要的作用。事实上，所有的细胞都包覆在糖中，它们通过蛋白质与这些糖结合，而与其他细胞相互作用。的确，我们之所以有不同的血型，也是因为我们红血细胞上不同类型的糖涂层。”延伸阅读：Diabetologia：血型与糖尿病风险有何关系？。

“病毒也通过蛋白质和糖类之间的相互作用，而附着于健康细胞的表面。这些相互作用单独来说是弱的，但可以通过形成多个接触点而得以加强，从而给病毒提供一个“入口”。我们想了解的是，什么因素控制这个结合的过程，并最终开发一系列的抑制剂，旨在靶定特定的病毒结合。”

这项研究指出了两种细胞表面糖结合蛋白——所谓“DC-SIGN”和“DC-SIGNR”，与HIV和埃博拉病毒表面的糖结合、从而传播病毒的不同方式，以前这两者被认为是几乎没有区别的。

本研究共同作者、利兹大学化学学院的周德建（音译，Dejian Zhou）博士说：“这些蛋白质就像是具有不同个性的双胞胎。它们的本身构成几乎是相同的，但它们传输不同病毒（艾滋病毒和埃博拉）的效率，是显著不同的，这背后的原因是一个谜。”周博士早年毕业于北京大学，现任利兹大学高级讲师，他补充说：“我们的研究提出了一种方法来区分这些蛋白质，因为我们已经发现，它们与病毒表面糖结合的方式是非常不同的。它们两个通过四个结合位点，来加强结合，但这些结合凹槽的方向有所不同。”

结构生物学中的开拓性传统
Astbury中心最先进的设施，将推动在这个领域的进一步发展，使研究人员能够更好地从分子细节上来了解生命。

随着X射线晶体学的发展——在1912-1913年间由诺奖得主、利兹大学的William和Lawrence Bragg开发，利兹大学在结构生物学诞生为一门学科的过程中，发挥一个关键的角色。延伸阅读：Nature特刊：X射线晶体衍射百年纪。

最近一项1700万英镑的投资，资助全球一些最好的核磁共振和电镜设施，使这些科学家们在复杂蛋白质研究领域仍然处于最前沿。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
The research paper, 'Compact, Polyvalent Mannose Quantum Dots as Sensitive, Ratiometric FRET Probes for Multivalent Protein-Ligand Interactions', is published in the journal Angewandte Chemie.