低温电子显微镜打开了一扇对抗eb的大门

时间:2020-03-28 18:05 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

低温电子显微镜打开了一扇对抗eb的大门

爱泼斯坦-巴尔病毒是最广泛传播的人类病毒之一。作为疱疹病毒家族的一部分,它会引起腺热(传染性单核细胞增多症)、癌症和自身免疫性疾病。目前,这种病毒引起的感染还没有治疗方法。在最近发表在《自然通讯》杂志上的一项研究中,来自巴塞罗那生物医学研究所(IRB Barcelona)和西班牙巴塞罗那分子生物学研究所(IBMB-CSIC)的科学家们使用低温电子显微镜(cryo-EM)揭示了Epstein-Barr病毒中一种关键蛋白的结构,该蛋白被称为门户。疱疹病毒和尾部噬菌体(感染细菌的病毒)之间的相似性表明,这两种微生物可能是相关的。在同一期刊上发表的第二篇论文中,研究小组使用低温电子显微镜和x射线晶体学的方法,解决了噬菌体T7中门脉蛋白的结构。这些结果使他们能够推断出爱泼斯坦-巴尔病毒门户如何工作,并可能有助于开发治疗这种病毒的方法。

在2018年,我们带来了一个消息,eBIC的高分辨率低温电子显微镜发现了关于单纯疱疹病毒一个关键特征的新信息。低温电子显微镜现在已经在相关的eb病毒上发挥了它的魔力,为战胜这种无法治愈的病毒铺平了道路。

疱疹病毒家族非常庞大,包括八种人类病原体。爱泼斯坦-巴尔病毒感染b细胞(一种白细胞)和上皮细胞,这些上皮细胞组成皮肤,也排列在喉咙、血管和器官内部。它会引起腺热(传染性单核细胞增多症),并可引起多种癌症和自身免疫性疾病。

所有疱疹病毒的感染方式都相似。一旦病毒进入细胞并到达细胞核,它就会释放DNA。这种DNA可以休眠多年,直到特定条件触发复制。当病毒复制时,DNA被引入一个新的病毒外壳(衣壳),形成一个新的病毒,能够攻击其他细胞。这种病毒利用一种叫做“门户”的蛋白质将DNA打包到病毒衣壳中,并在感染期间将其释放到宿主细胞中。由于门户在复制和感染中起着关键的作用,因此成为开发新的抗病毒药物的一个有吸引力的靶点。

传送门:一个打开和关闭的案例?

疱疹病毒和尾噬菌体的衣壳结构与病毒DNA包装机制的相似性表明两者可能存在关联。尽管研究人员已经成功地确定了来自噬菌体的门脉蛋白的结构,但对疱疹病毒门的研究更具挑战性。来自巴塞罗那生物医学研究所(IRB Barcelona)和巴塞罗那分子生物学研究所(IBMB-CSIC)的科学家现在使用eBIC的低温电子显微镜(cryo-EM)以3.5 a的分辨率揭示了Epstein-Barr病毒中门蛋白的结构。

在第二项研究中,该团队结合低温电子显微镜和x射线晶体学来表征噬菌体T7中门脉蛋白的结构。他们的工作说明了将这些技术结合起来解决具有挑战性的分子结构的力量。

噬菌体也利用它的入口将DNA包裹在前衣壳内。然后,尾部组件在门户上组装,形成一种传染性病毒。在感染之前,这个排出管一直保持紧密密封,直到通道打开,将DNA输送到宿主细胞。迄今为噬菌体尾状病毒科分析的所有入口都具有共同的结构特征。

在寻找抗病毒药物

Miquel Coll是巴塞罗那IRB蛋白质与核酸复合物结构生物学和分子机器实验室的负责人,也是IBMB-CSIC的教授。他说,

“了解门脉蛋白的结构有助于设计治疗疱疹病毒感染的抑制剂,如爱泼斯坦-巴尔。由于这种蛋白质只在疱疹病毒中发现,这些抑制剂可能是病毒特异性的,对人类的毒性可能更小。”

Cristina Machon和Montserrat Fabrega, IRB Barcelona和IBMB-CSIC的博士后研究员是这两篇论文的第一作者。他们说,“通过解决噬菌体T7的门脉蛋白结构,我们可以推断出爱泼斯坦-巴尔病毒的门脉是如何工作的。”

目前用于治疗疱疹病毒感染的药物针对的是病毒DNA聚合酶。它们不是很有效,有严重的副作用,经过长时间的治疗后出现病毒耐药性。目前还没有针对eb病毒的特殊治疗方法。了解门管蛋白的原子结构将是非常有价值的,可以根据结构设计针对其功能的化合物——高度特异性的抗病毒药物,从而减少副作用。

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