CCR5

所有病毒，具有一个特异性，只会感染特定的细胞。包膜糖蛋白是艾滋病病毒唯一表面暴露出来的病毒编码的蛋白，它不但能够识别艾滋病病毒的两个受体, 即主要受体CD4和辅助受体CCR5，还能催化艾滋病病毒包膜与人体细胞膜融合在一起，从而侵入人体细胞。CD4很早就被科学家发现，其结构和与包膜糖蛋白相互作用也早已为人所知，但一直以来，人们对CCR5如何和包膜糖蛋白发生作用并不清楚。

美国波士顿儿童医院的陈兵副教授领衔的课题组，纯化了CCR5和包膜糖蛋白的复合物，并在冷冻电镜下成功解析了这个结构，分辨率达到了3.9埃。相关研究成果于北京时间12月13日凌晨在国际顶尖学术期刊《自然》在线发表，该研究从分子水平解析了艾滋病病毒是如何识别CCR5去感染细胞的，从而有助于更为精准地设计艾滋病疫苗和药物。

“包膜糖蛋白，是艾滋病病毒感染人的第一个关键蛋白，也是该病毒唯一在表面暴露出来的蛋白，因而其对于疫苗和制药的研究来说也是非常有意义的。”陈兵告诉解放日报·上观新闻记者。实验中，CCR5和包膜糖蛋白的纯化复合物很难得到，因为CCR5是个膜蛋白，如果直接纯化，需要打破这层膜，内在的蛋白会发生变性，后来课题组用了3年时间，才纯化了两者的复合物。“幸亏有了冷冻电镜的发展，否则的话，就算拿到了纯化的复合物, 因为量很少而且难以结晶, 其分子结构也很难解析出来。”

艾滋病病毒只有结合CD4和CCR5两个受体，感染的过程才能完成。其致病机制是首先通过包膜糖蛋白的gp120部分与CD4分子结合，然后结合CCR5，包膜糖蛋白的构象变化导致病毒包膜和细胞膜融合，进而病毒侵入细胞。gp120分子的糖基化程度很高，它表面的糖基化层给病毒提供了一个免疫保护层, 但给结构生物学的研究制造了困难。因为gp120分子在艾滋病的作用机制中发挥着非常重要的作用，其本身也是治疗艾滋病的一个重要靶点。此次研究的合作者、美国柯代思生物技术公司创始人陆建明告诉解放日报·上观新闻记者，他们为此项研究建立了高表达的gp120和CCR5 的细胞株。

“人们一直猜想CCR5和包膜糖蛋白结合后，包膜糖蛋白会有很大的构象变化，现在发现并非如此。”陈兵告诉记者，如果没有很大的构象变化，在研究疫苗时就不需要考虑那么多变化，靶点可以更加集中。

栏目主编：黄海华 文字编辑：黄海华 题图来源：视觉中国 图片编辑：邵竞