斯克里普斯研究公司和洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們設(shè)計(jì)了一種方法，用于以前所未有的方式詳細(xì)繪制滑糖分子的灌木叢，從而幫助保護(hù)HIV免受免疫系統(tǒng)的侵害。

繪制這些防護(hù)罩可以使研究人員更全面地了解抗體為什么會對病毒上的某些斑點(diǎn)起反應(yīng)，而對其他斑點(diǎn)不起作用，并且可以塑造針對艾滋病毒和其他病毒中最脆弱和最容易接近的部位的新疫苗的設(shè)計(jì)。

糖分子或“聚糖”是疏松的和有絲的，并起著屏蔽的作用，因?yàn)樗鼈兒茈y使抗體緊握并阻止進(jìn)入蛋白質(zhì)表面。盾牌形成在HIV和許多其他病毒(包括SARS-CoV-2，引起COVID-19的)的最外層刺突蛋白上，因?yàn)檫@些病毒已經(jīng)在其刺突蛋白上進(jìn)化出了通常在細(xì)胞中大量存在的聚糖分子的位點(diǎn)。自動附加。

這項(xiàng)研究的主要作者扎卡里·伯恩森說：“我們現(xiàn)在有一種方法可以捕獲這些不斷波動的聚糖屏蔽的完整結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了抗體在何處可以與不結(jié)合諸如HIV的病毒結(jié)合。” D.，Scripps研究教授安德魯·沃德(Andrew Ward)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的博士后研究助理。

使這些含糖分子對抗體具有抗性的波浪狀柔韌性使研究人員無法使用傳統(tǒng)的原子級成像來捕獲它們。在這項(xiàng)發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的新研究中，科學(xué)家們開發(fā)了一些技術(shù)，這些技術(shù)首次使這些難以捉摸的分子被詳細(xì)地繪制在HIV尖峰蛋白的表面，稱為“信封。”

斯克里普斯研究小組與洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Gnana Gnanakaran博士的實(shí)驗(yàn)室合作，該實(shí)驗(yàn)室配備了高性能的計(jì)算資源，可為聚糖建模提供新的方法。

研究人員將稱為冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)的原子級成像方法與復(fù)雜的計(jì)算機(jī)建模和稱為位點(diǎn)特異性質(zhì)譜法的分子識別技術(shù)相結(jié)合。Cryo-EM依靠平均數(shù)以十萬計(jì)的單個快照來創(chuàng)建清晰的圖像，因此，像糖聚糖這樣的高度靈活的分子即使完全出現(xiàn)也只會以模糊的形式出現(xiàn)。

但是，通過將cryo-EM與其他技術(shù)集成在一起，研究人員得以恢復(fù)這種丟失的聚糖信號，并將其用于在Env表面繪制易損部位。

“這是首次將cryo-EM與計(jì)算模型一起用于原子細(xì)節(jié)描述病毒屏蔽結(jié)構(gòu)的研究，” Gnanakaran實(shí)驗(yàn)室的共同主要作者和博士后研究員Sirrupa Chakraborty博士說。在洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室。

新的組合方法極其詳細(xì)地揭示了聚糖的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)性質(zhì)，并幫助團(tuán)隊(duì)更好地理解了這些復(fù)雜的動力學(xué)如何影響在冷凍EM譜圖中觀察到的特征。從大量的信息中，研究小組觀察到，各個聚糖不僅像人們曾經(jīng)想過的那樣，隨機(jī)地在穗狀蛋白的表面上擺動，而且還簇?fù)沓纱睾凸嗄緟病?/p>