哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黃志偉教授研究組1月10日在《自然》雜志發(fā)表了題為“艾滋病病毒感染因子Vif“劫持”CBF-β和CUL5 E3連接酶的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”(Structural basis for hijacking CBF-β and CUL5 E3 ligase complex by HIV-1 Vif)的研究論文,首次報道了艾滋病病毒蛋白Vif的結(jié)構(gòu)及其“劫持”人CBF-β以及CUL5 E3連接酶復(fù)合物的分子機制。該文章被選為精選文章在同期《自然》雜志《新聞與視點》欄目中撰文重點推薦。
艾滋病病毒是一類細胞內(nèi)的反轉(zhuǎn)錄病毒。人體免疫細胞內(nèi)表達一類病毒限制性因子,如APOBEC3家族成員,抑制艾滋病病毒等病毒的復(fù)制以及擴散,但艾滋病病毒Vif通過“劫持”人免疫細胞內(nèi)蛋白降解系統(tǒng)來降解人免疫細胞內(nèi)的病毒限制性因子APOBEC3家族成員,從而逃避免疫細胞對艾滋病病毒的識別和防御。盡管早期的研究揭示艾滋病病毒的毒力因子Vif蛋白對艾滋病病毒的復(fù)制具有至關(guān)重要的作用,但Vif自身或者其功能性復(fù)合物的原子水平的結(jié)構(gòu)解析一直未有進展,該結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)生物學(xué)家們一直以來夢寐以求的。在該項研究中,黃志偉研究組利用上海光源生物大分子晶體學(xué)光束線站線站(BL17U1)解析了Vif-CBF-β-CUL5-ELOB-ELOC五元復(fù)合物結(jié)構(gòu)。Vif結(jié)構(gòu)顯示,其自身形成與目前已知蛋白結(jié)構(gòu)不一樣的折疊,它包含α/β以及α兩個結(jié)構(gòu)域。該五元復(fù)合物結(jié)構(gòu)揭示具有兩個結(jié)構(gòu)域的Vif在該復(fù)合物的組裝中起著中心組織作用,其中Vif的α/β結(jié)構(gòu)域和人RUNX1一樣結(jié)合在CBF-β的同一界面,而且比RUNX1占有更多的CBF-β接觸面積,這也使得Vif的α/β結(jié)構(gòu)域和人RUNX1競爭性結(jié)合CBF-β成為可能;本研究首次發(fā)現(xiàn)CBF-β的C端對穩(wěn)定該五元復(fù)合物的結(jié)構(gòu)非常關(guān)鍵。該五元復(fù)合物結(jié)構(gòu)顯示APOBEC3蛋白底物結(jié)合區(qū)域位于包括了富含正電荷氨基酸的Vif表面,這進一步給之前人們預(yù)測的研究結(jié)果提供了結(jié)構(gòu)支持。
該項研究成果對艾滋病研究具有非常重要的科學(xué)意義和臨床應(yīng)用價值:該項研究不僅第一次揭示了艾滋病病毒研究領(lǐng)域一直關(guān)注的艾滋病病毒Vif的結(jié)構(gòu),而且闡明了Vif“劫持”人CBF-β以及CUL5 E3 連接酶復(fù)合物的分子機制;同時為理性設(shè)計靶向該復(fù)合物的全新艾滋病藥物提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
