Британские ученые установили структуру капсида ВИЧ с помощью электронной томографии. Исследование может послужить отправной точкой для разработки противовирусных средств, нацеленных на капсид. Работа, написанная исследователями из комплекса Diamond Light Source, Оксфордского университета и Делаверского университета, опубликована в журнале Science Advances.
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — это ретровирус, РНК-геном которого находится в капсиде конусообразной формы. При инфицировании ВИЧ попадает в организм в виде вириона и представляет собой полноразмерную молекулу геномной РНК вместе с полипептидом Gag. Вирион проходит стадию созревания, которая включает в себя протеолиз (разложение белков) и конформационные изменения молекул. Незрелый вирион имеет сферическую форму, а капсид зрелого вируса — коническую.
На ранней стадии репликации вируса ВИЧ-1 капсид имеет несколько важных функций. Так, он защищает геном от повреждений из-за реакции врожденного иммунитета носителя, благоприятствует протеканию процесса обратной транскрипции, а также регулирует внутриклеточный транспорт, помогая вирусу проникнуть в клетку. Для выполнения многих из этих функций необходимо взаимодействие капсида с факторами клеток носителя и различными малыми молекулами. Тем не менее до сих пор не удавалось изолировать капсид ВИЧ-1 в интактной форме в достаточной для структурного анализа высокого разрешения концентрации из-за метастабильной структуры капсида. Традиционно при приготовлении образцов ученые используют ПАВ (поверхностно-активные вещества), чтобы растворить мембрану вируса. Но капсид ВИЧ в такой реакции диссоциирует, и к нему такой метод неприменим.
Британские ученые разработали новую методику приготовления образцов. Они отказались от экстракции с помощью ПАВ. Вместо этого они использовали специальный токсин, который формировал поры в мембране вирусных частиц. При этом не происходило их лизиса (растворения), но капсид становился доступным для воздействия внешних клеточных факторов и малых молекул. Используя новый экспериментальный метод, исследователи изучили взаимодействие между капсидом ВИЧ и клеточным фактором циклофилином А (CypA), а также с кофактором IP6 (инозитолгексакизфосфат). Эти образцы были изучены с помощью электронной томографии. Благодаря этому получилось установить структуру капсида ВИЧ, а также его комплекса с CypA и IP6 при разрешении 5,4 ангстрема. Исследователи подтвердили наличие двойного сайта связывания IP6 в зрелом капсиде ВИЧ и внесли вклад в понимание того, как CypA и IP6 регулируют стабильность капсида ВИЧ.
«В коллаборации с группой профессора Хуана Перильи из Делаверского университета, используя информацию, полученную электронной томографией, мы разработали атомистическую модель капсида ВИЧ. Она может быть использована в дальнейшем для разработки противовирусных веществ, нацеленных на капсид. Метод перфорации вирусной мембраны также может быть использован для изучения взаимодействия носитель — вирус и в других вирусных системах», — подвела итог профессор Пэйцзюнь Чжан, главный автор исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
