综述:狂犬病毒糖蛋白:结构、功能与抗病毒药物

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:hLife

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  这篇综述系统阐述了狂犬病毒(RABV)糖蛋白(G蛋白)的结构动态、受体互作机制及抗病毒策略,聚焦其作为唯一表面蛋白在病毒入侵中的关键作用(如介导膜融合和中和抗体靶点),并探讨了基于结构生物学研发单抗(mAb)和小分子抑制剂的治疗前景。

  

狂犬病毒糖蛋白:结构与功能的分子探秘

ABSTRACT
狂犬病作为历史悠久的全球健康威胁,其病原体狂犬病毒(RABV)属于弹状病毒科(Rhabdoviridae)的丽沙病毒属(Lyssavirus)。病毒表面的糖蛋白(G蛋白)是介导宿主细胞入侵的核心元件,通过识别神经细胞受体(如nAChR、NCAM、p75NTR
和mGluR2)触发内吞,并在酸性内体中诱导膜融合释放基因组。G蛋白同时是中和抗体的主要靶点及疫苗关键成分。

INTRODUCTION
每年约5-6万人死于狂犬病,其致死率近100%。RABV的子弹形病毒颗粒携带五种蛋白,其中G蛋白作为唯一表面蛋白,驱动病毒附着、膜融合及轴突运输,是致病关键因子。

STRUCTURE OF THE RABIES VIRUS AND ITS LIFE CYCLE
RABV基因组编码核蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、G蛋白和RNA聚合酶(L)。G蛋白以三聚体形式形成病毒表面突刺,通过pH依赖性构象变化(从pre-fusion弯曲构象到post-fusion延伸构象)介导膜融合。低温电镜(Cryo-EM)解析的pre-fusion结构显示,G蛋白由融合域(FD)、pleckstrin同源域(PHD)和中心域(CD)组成,其构象动态受pH可逆调控。

ENTRY RECEPTORS FOR RABIES VIRUS INVASION
G蛋白识别多种神经细胞受体:

  • nAChR:定位于神经肌肉接头,与G蛋白残基190-203互作;
  • NCAM:调控突触可塑性,抗体阻断可降低感染;
  • p75NTR
    :加速轴突运输,但基因敲除仅部分抑制感染;
  • mGluR2:新型受体,其可溶性胞外域可中和病毒。

STRUCTURES OF RABIES VIRUS GLYCOPROTEIN
G蛋白属于III类融合蛋白,其构象转变涉及四个步骤:pre-fusion三聚体→早期中间态(pH 8.0)→晚期中间态(pH 6.5)→post-fusion三聚体(未解析)。关键残基如R333和S242的突变显著影响毒力。抗原表位(I-IV、G1/G5)分布于PHD和CD,被RVA122、523-11等中和抗体靶向。

ANTIVIRALS AGAINST THE RABIES VIRUS

  • 小分子抑制剂:如GRP-60367靶向G蛋白融合环,SI>100,000;氯法齐明阻断膜融合;
  • 单抗疗法:RVC20锁定抗原表位I,RVA122阻断构象变化,三者鸡尾酒疗法(如Twinrab)已临床应用;
  • 疫苗:新型mRNA疫苗(如LVRNA001)通过脂质纳米粒递送,诱导强Th1免疫应答;双拷贝G基因重组疫苗(如HEP-dG)提升中和抗体效价。

CONCLUDING REMARKS AND PERSPECTIVES
尽管G蛋白结构研究取得进展,其post-fusion三聚体结构及动态转变机制仍需阐明。未来需结合计算设计稳定三聚体疫苗,并探索多靶点联合治疗策略,以应对这一古老而致命的疾病挑战。

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