科學家發現人類蛋白質治療艾滋病的線索，促進新葯的開發！

由東北大學教授領導的合作團隊可能已經改變了我們通過發現人類蛋白質APOBEC3G（A3G）的一些不尋常特性來研究HIV的藥物開發的方式。

在Nature Chemistry雜誌上發表的一篇文章中，Mark Williams教授和他的研究生Kathy Chaurasiya以及幾位合作者展示了這些不尋常的特性如何幫助我們對抗HIV感染。

APOBEC3G

眾所周知，為了應對病毒感染，人體會製造特定的抗體來抵抗感染。然而，我們也出生於另一種對抗感染的方式，即通過我們系統中始終存在的防禦蛋白的作用。這些蛋白質為抵禦入侵病原體提供了第一道防線。例如，我們都有可能被保護免受艾滋病毒感染，因為我們有一種名為A3G的抗病毒蛋白。然而，艾滋病毒已經發展出一種策略，通過欺騙我們的細胞破壞我們自己的A3G蛋白來規避這種蛋白質的活性。這正是威廉姆斯教授的研究成果。

多功能蛋白質

A3G作為酶的一部分功能沿著DNA鏈移動，當它到達DNA中四個鹼基中的特定一個時，它會化學改變DNA，導致HIV突變。最初認為這是A3G阻止HIV感染的唯一方式。然而，一些研究人員發現，即使A3G不能化學改變DNA，它仍然會抑制HIV。為了解釋這一點，來自美國國立衛生研究院的威廉斯教授的Judith Levin博士和博士後研究員Yasumasa Iwatani博士提出，A3G構成阻止病毒製造其基因組DNA拷貝從而阻止HIV複製的路障。這需要A3G的作用更加緩慢，但是由於蛋白質通常必須快速移動才能發揮其化學功能，實驗結果似乎存在明顯的矛盾。

威廉斯教授的研究解決了這個悖論，並表明A3G蛋白並不總是具有化學功能所需的快速運動。相反，其活動會隨著時間而改變。「首先，A3G是一種非常快的蛋白質，」威廉姆斯說。「然後，隨著時間的推移，它逐漸變成一種緩慢的蛋白質，並且仍然與DNA結合，阻止複製。」

挑戰普遍的觀點

許多研究人員懷疑一種蛋白質可能同時具有酶和路障功能。一種酶被設計成能快速起作用，所以A3G蛋白開始快速，然後逐漸減慢的想法似乎是不可能的。來自明尼蘇達大學的Williams教授的合作者Ioulia Rouzina博士提出了一種新穎的想法，即當A3G蛋白質聚集在一起時，隨著時間的推移，它們變得更慢。為了驗證這個想法，Williams實驗室使用了一種名為光鑷的儀器，它允許它們用結合的A3G蛋白來拉伸單個DNA分子。通過測量隨著時間的變化DNA的長度隨著蛋白質進出DNA，他們可以顯示出A3G與DNA結合的速率隨著時間的推移變慢。

這是如何發生的？已經知道A3G蛋白相互結合併形成多蛋白複合物。「一旦複合物形成，A3G蛋白不再能夠快速地沿著DNA鏈移動，從而進行化學修飾DNA，這表明慢結合還可以阻止HIV複製。」

對HIV研究的影響

A3G蛋白至少有兩種機制可以阻止HIV複製。我們知道十多年來，A3G原則上可以提供艾滋病防護。然而，尋找能夠抵抗病毒的抗A3G活性的藥物一直難以捉摸。這項新工作有可能開發替代方法進行艾滋病毒治療和開發可增強A3G路障活性的藥物。這為以前沒有進行過的藥物開發提供了另一種途徑。

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