研发动态

正埃博拉病毒研究取得重大突破中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心高福研究团队近日在Cell上发表文章"Ebola Viral Glycoprotein Bound to Its Endosomal Receptor Niemann-Pick C1"(《埃博拉病毒糖蛋白结合内吞体受体NPC1的分子机制》),从分子水平阐释了一种新的病毒膜融合激发机制(第五种机制),这种新机制与之前病毒学家们熟知的四种病毒膜融合激发机制都大为不同,成为近年来国际病毒学领域的     

疱疹病毒膜融合的分子机制

囊膜病毒与宿主细胞的膜融合是病毒入侵宿主细胞的重要过程,这一过程涉及到病毒囊膜表面糖蛋白与宿主细胞表面受体之间的相互作用和构象变化．疱疹病毒有多个糖蛋白及不同类型的细胞作用受体,相应的受体-糖蛋白复合体构成方式也有多种,其引致的膜融合机制被认为是目前病毒融合机制研究中最复杂的,近年来被广泛研究并取得突破性进展．从病毒糖蛋白与相应受体的结构与功能、受体-糖蛋白复合体的形成与入侵途径,以及膜融合模式几个方面,全面综述疱疹病毒膜融合的分子机制,并展望了未来研究趋势．     

融合蛋白与病毒入膜机制研究进展

包膜病毒感染细胞的第一步即病毒与靶细胞膜的融合,它由病毒包膜上的融合蛋白诱发,融合蛋白与受体分子相互作用后暴露出融合肽,它伸向靶膜使两膜紧密接近后,多肽周围的脂质分子进一步重排,通过中间态最后发生融合,本文将介绍近年来病毒融合蛋白及入膜机制研究进展。     

囊膜病毒膜融合的分子机制

囊膜病毒可能采用相似的病毒-宿主细胞膜融合机制,即病毒表面糖蛋白结合到宿主细胞受体后,启动了病毒融合蛋白的一系列构象变化,根据囊膜蛋白构象变化特征,囊膜病毒可采用两种以上的方式发生膜融合,并据此分为两类：Ⅰ型病毒膜融合和Ⅱ型病毒膜融合.Ⅱ型病毒膜融合以黄病毒为代表,其分子机制与Ⅰ型病毒膜融合不同,但不很清楚.而Ⅰ型病毒膜融合中,如艾滋病毒,流感病毒等,在囊膜蛋白变构形成稳定折叠的发夹三聚体结构时,拉近了两膜之间的距离,此过程释放出来的能量进一步促使两膜融合.膜融合使病毒蛋白及病毒RNA基因组释放到宿主细胞内而感染宿主.以上述研究为基础设计的C肽/N肽小分子抑制子, 可以在病毒糖蛋白中间体构象形成的短时间内,高效、特异地竞争结合其配体,从而阻止糖蛋白的进一步折叠,达到抑制病毒入侵的目的,为病毒疾病的防治提供了新思路和策略.针对艾滋病毒设计的C肽,即T20或Enfuvirtide在临床应用效果很好.以艾滋病毒和流感病毒为例,主要对Ⅰ型病毒膜融合的研究进展进行了讨论.     

囊膜病毒膜融合分子机制研究进展

囊膜病毒通过病毒与宿主细胞膜融合的方式感染宿主,病毒囊膜蛋白介导了膜融合过程。根据这些囊膜蛋白在病毒囊膜表面的排列、蛋白结构及其在融合肽中的位置不同,可将囊膜病毒分为三类,其利用这些囊膜特殊的蛋白分子与受体相互作用完成膜融合。在分子水平上研究这一过程有助于认识病毒侵染的本质和发现关键环节,达到预防与治疗病毒病的目的。     

生物膜融合研究进展

生物膜的融合是一个基本的生命过程,在生物的生长发育中有着重要作用.通过融合,两套独立的双层脂分子合二为一,完成一定的生物功能.膜融合分子机制的关键在于其主要成分融合蛋白.I、II类病毒融合蛋白形成"发夹",胞内囊泡与目标膜各提供的融合蛋白形成"类亮氨酸拉链".这些结构将独立的膜拉近,继而促使他们合为一体.细胞与细胞间融合蛋白的作用机制目前还未明确.在各种膜融合中,脂双层的变化可能是类似的,但介导融合的分子机制应该是不同的.目前,对于膜融合很多方面的理解还停留在假说阶段.理解了膜融合的过程和分子机制不仅极大地促进生物学的发展,而且为相关的疾病治疗打下坚实的基础.     

病毒跨膜蛋白的结构功能与抗病毒药物设计

根据病毒衣壳表面有无囊膜结构, 病毒可被分为无包膜病毒和有包膜病毒。包膜病毒的膜蛋白在病毒的吸附、侵入、脱壳、生物大分子合成、病毒粒子的装配与释放等生命周期中起重要作用。某些包膜病毒的膜蛋白对病毒侵入宿主细胞的膜融合是不可或缺的。结构分析显示, Ⅰ型和Ⅱ型病毒融合蛋白采用类似的膜融合方式。此外, 流行性感冒病毒的M2 蛋白、人类免疫缺陷病毒Ⅰ型( HIV-1) 的Vpu 蛋白、重症急性呼吸综合征冠状病毒( SARS-CoV) 3a蛋白等膜蛋白还具有离子通道的功能。针对这些病毒膜融合蛋白设计的抑制分子, 将为研发抗包膜病毒新型药物提供新思路和策略。本文以3 种病毒膜融合蛋白为例, 对其融合机制、跨膜蛋白离子通道功能及其在抗病毒药物设计中的应用作一简要综述。     

细胞受体介导的疱疹病毒侵入机制

疱疹病毒(Herpesviruses)是一类较大的双链DNA囊膜病毒,广泛感染人和多种动物,以皮肤、粘膜和神经组织的疱疹性病变为特征。病毒侵入宿主细胞为整个复制周期的首要环节,而受体是介导病毒吸附、内化以及膜融合等侵入过程的关键宿主因子。因此,对受体的研究已经成为了解病毒侵入机制以及开发抗病毒制剂的突破口。本综述介绍了与疱疹病毒侵入相关的受体分子以及在这些分子介导下的跨膜机制,同时讨论了目前疱疹病毒侵入方面仍存在的问题和未来的研究方向。     

脂质膜体与线粒体内膜的融合

<正> 膜融合现象在细胞免疫、细胞识别和相互作用、病毒感架、细胞分泌以及细胞器之间相互关系等方面均有重要意义。利用人工脂质膜体(liposome)与细胞(器)膜之间的融合,不但为阐明上述问题的分子机理提供了一种模型,而且将为细胞生物工程研究提供手段。本文是我们实验室关于脂质膜体与鼠肝线粒体内膜体(mitoplast)融合的一系列研究结果的简要报道。     

膜融合机制研究进展

膜的融合是一个基本的生命过程,在生物的生长发育中有着重要作用。通过融合,两套独立的双层脂分子合二为一,完成一定的生物功能。膜融合分子机制的关键在于其主要成分：融合蛋白。Ⅰ、Ⅱ类病毒融合蛋白形成“发夹”,胞内囊泡与目标膜各提供的融合蛋白形成“类亮氨酸拉链”,这些结构将独立的膜拉近,继而促使膜合为一体。细胞与细胞间融合蛋白的作用机制目前还未明确,在各种膜融合中,脂双层的变化可能是类似的,但介导融合的分子机制应该是不同的。目前,对于膜融合很多方面的理解还停留在假说阶段。理解了膜融合的过程和分子机制不仅将极大地促进生物学的发展,更重要是将为相关的疾病治疗打下坚实的基础。     

组氨酸质子化触发病毒膜融合及其分子机制

膜融合是有包膜病毒入侵靶细胞的关键步骤,低pH、受体结合、二者兼具或其他尚未界定的机制均可触发病毒融合蛋白的构象重排,介导病毒包膜与靶细胞膜或内体膜间的融合。组氨酸(histidine,His)残基是唯一一个质子化状态变化(pKa~6~7)接近于病毒融合阈值(~pH6)的氨基酸,参与多种低pH依赖的病毒融合蛋白构象转变及膜融合,对其可能作用机制的阐述将有助于抗病毒药物的研制与发展。     

乙型脑炎病毒侵染细胞机制的研究进展

乙型脑炎病毒是一种蚊媒致病病毒,能引发严重的病毒性脑炎。乙脑病毒入侵细胞是导致乙型脑炎发生的先决条件,入侵机制的阐明将为乙型脑炎的治疗提供更多途径。近年来,乙脑病毒侵染细胞机制的研究不断深入,其他黄病毒的研究成果也拓展了乙脑病毒入侵机制的研究方向。E蛋白抗体的研制以及侵染过程抑制物的发现为乙脑病毒入侵的有效阻断提供了更多的可能。本文就近年来乙脑病毒入侵及膜融合的相关研究进展做一综述。     

精卵质膜融合过程中卵膜上的候选分子

受精过程中精卵质膜融合分子机制的研究一直备受关注。随着基因剔除技术的发展及众多新技术的应用,人们发现这一过程涉及多种分子,目前对卵膜上的CD9、糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白和整合素研究较多。现从细胞层次和分子层次上总结三者在精卵质膜融合方面的实验及结论,分析各个实验结果矛盾之处,讨论精卵质膜融合研究的前景。     

哺乳动物精卵相互作用的分子机制的研究进展

哺乳动物受精是由一系列有序步骤组成的复杂细胞相互作用过程组成,最终导致精卵质膜融合形成受精卵。近来运用基因组学和蛋白质组学技术在哺乳动物精子和卵子表面鉴定出若干可能参与精卵质膜粘附与融合过程的蛋白分子,并对其结构和生物学功能进行了研究,但精卵识别与融合的分子机理仍然不清楚。综述了与精卵识别和融合有关的蛋白的最新研究进展,为进一步研究精卵相互作用的分子机制提供参考。     

《BMC医学遗传学》：科学家发现逆转艾滋病病毒易感性机制

在国家自然科学基金、云南省重点项目和中科院”百人计划”的资助下．近日。中科院昆明动物所的科研人员发现能够逆转艾滋病病毒-1型（HIV-1）易感性的主要靶细胞的分子机制。该研究成果发表在《BMC医学遗传学》和《国际免疫学杂志》上。     

研究揭示H10N8禽流感病毒感染人的分子机制

继2013年先后在H5N1和H7N9禽流感病毒跨种间传播研究中取得重要进展后,中国科学院微生物研究所高福课题组在H10N8禽流感病毒感染人的分子机制和跨种间传播趋势评估上取得新的进展,研究结果已经于2015年1月9日在国际杂志《自然通信》(Nature Communications)在线发表。2013年12月起,我国先后发生3例人感染H10N8禽流感病毒病例,并导致2人死亡。这种能感染人的     

楚天学者李毅教授国际合作研究取得重要进展——研究成果发表在国际病毒学顶尖杂志(影响因子5.7)

<正>从生物科学与技术系传来喜讯,该系系主任、楚天学者李毅教授通过国际合作首次克隆了人博卡病毒1(Human bocavirus 1,HBoV1)的全基因组,该研究学术论文《In vitro Modeling of Human Bocavirus 1 Infection of Polarized Primary Human Airway Epithelia》发表在国际病毒学顶尖学术杂志《Journal of Virology》上,影响因子达5.7。2005年8月,瑞典科学家运用分子病毒筛查方法,首次在儿童呼吸道分泌物中发现了一种新型的人类细小病毒——人类博卡病毒。据研究发现,人博卡病毒在幼儿期有很高的感染率,国际上许多学者在从事该病毒研究过程中,因该病毒无法人工复制而"卡壳",李毅教授的这一成果成功解决了长期     

人工诱导细胞融合及其机制

近20余年,人工诱导细胞融合技术经历了病毒、化学和电学的不断发展进程,其细胞融合机制已从膜分子水平得到一些新的认识。膜蛋白质分子重新分布是细胞融合的必要前提;膜脂质分子相互作用和重新排列是实现细胞融合的关键。     

Ⅱ类囊膜病毒膜融合的分子机制

病毒囊膜与宿主细胞膜的膜融合是囊膜病毒入侵的重要过程,病毒囊膜融合糖蛋白的一系列结构变化引发此过程.综述了Ⅱ类囊膜病毒、弹状病毒及疱疹病毒融合蛋白结构与功能研究的最新进展,介绍了软件分析并定位融合蛋白功能区域的方法.Ⅱ类病毒与Ⅰ类病毒融合蛋白的融合前结构不同,但融合后结构(发夹三聚体结构)相似.弹状病毒与疱疹病毒的融合蛋白集合了Ⅰ/Ⅱ类融合蛋白的某些特征,但其结构变化及融合过程各不相同,被归为新型融合蛋白.上述研究为基础设计的以病毒融合过程为靶标的抑制子,可为抗病毒新药的研制提供新思路.     

病毒融合蛋白的结构和功能

病毒融合蛋白可以分为三种类型,不同类型的病毒融合蛋白的结构差异很大,但是会采用相似的"发卡"构象实现融合.在一定条件下,病毒融合蛋白的疏水结构域,融合环或融合肽插入靶膜中,通过其自身折叠形成发卡使病毒和宿主的膜靠近.与此同时,融合蛋白构象变化会释放出足够的能量将双方膜打破并完成融合.本文中,我们总结了三种类型病毒融合蛋白的特征,并对其中央发卡三聚体结构域、跨膜结构域以及近膜结构域在融合过程中的作用进行了论述.