HIV-1整合酶及其抑制剂的研究进展

HIV-1整合酶是由HIV病毒pol基因编码的分子量为32KD的蛋白质,是HIV病毒复制的必需酶之一,它催化病毒DNA整合入宿主染色体DNA。人类细胞中没有HIV 整合酶的类似物[1],理论上抑制整合酶对人体副作用很小。因此HIV-1整合酶成为继HIV-1蛋白酶,逆转录酶后治疗艾滋病的富有吸引力和合理的靶标。本文综述了HIV整合酶结构,抑制剂的研究以及以HIV-1 整和酶为靶点治疗AIDS方法的最新研究进展。     

表达萤光素酶的HIV药物筛选细胞模型的建立

目的:构建基于萤光素酶的单次复制人免疫缺陷病毒(HIV)细胞模型,用于抗HIV药物的筛选。方法:构建含萤光素酶报告基因的假型慢病毒质粒,将疱疹性口炎病毒外膜糖蛋白(VSV-G)的表达质粒、HIV-1 Rev蛋白表达质粒、HIV Gag-Pol蛋白表达质粒和含萤光素酶报告基因的重组慢病毒质粒共转染HEK 293FT细胞,制备假型慢病毒;在假型慢病毒生产和再感染新鲜HEK 293FT细胞的过程中加入逆转录酶和蛋白酶抑制剂(如AZT),检测再感染的细胞中萤光素酶的表达水平,从而判断药物对HIV的抑制作用。结果:构建了含萤光素酶报告基因的重组慢病毒质粒pLenti-Luc;利用已知抗HIV药物AZT进行测试,发现HIV药物处理组细胞中萤光素酶活性远低于对照组。结论:建立了基于萤光素酶的HIV药物筛选细胞模型,该系统使用单次复制的报告病毒,具有良好的安全性,而使用萤光素酶基因作为报告基因使该系统具备极高的敏感性,该系统适合于进行高通量药物筛选。     

人免疫缺陷病毒假病毒药物筛选模型的构建及其应用

目的:构建人免疫缺陷病毒(HIV)假病毒模型,用多种HIV逆转录酶和蛋白酶抑制剂作用于该模型,以检测其是否能有效用于HIV抑制药物的筛选。方法:通过载体改造获得最终慢病毒载体puc18-NL4-3-LUC-stop,其中含有萤光素酶基因,将该载体与包膜质粒VSV-G共转染293FT细胞,包装产生HIV假病毒,在假病毒包装和病毒感染293FT细胞的过程中加入蛋白酶和逆转录酶抑制剂,通过检测感染细胞中萤光素酶的表达来检测该模型的有效性,并利用此模型检测药物的抗病毒效果。结果:将HIV逆转录酶和蛋白酶抑制剂作用于该假病毒模型时发现萤光素酶的表达得到很大程度的抑制。结论:建立了HIV假病毒药物筛选模型,该模型以萤光素酶基因作为报告基因,快速灵敏,在抗HIV药物筛选中有一定的应用价值。     

HIV-1整合酶蛋白的可溶性表达及功能研究

HIV 1整合酶是HIV病毒复制中一个重要的酶,也是治疗艾滋病药物的一个重要靶点。为了开展以整合酶蛋白为靶点的抑制剂筛选,构建HIV 1整合酶重组质粒,在原核细胞中进行可溶性表达和功能研究。通过重叠PCR技术引入F185K和C280S突变于HIV 1 B亚型标准株的整合酶cDNA片段中,PCR扩增片段克隆到pET 28a(+)表达载体中,构建重组质粒,在E. coli中进行整合酶基因表达,SDS PAGE鉴定表达产物,亲和层析纯化蛋白,酶联免疫吸附实验方法测定整合酶的生物学活性。结果构建的重组质粒获得高效稳定的可溶性表达,ELISA实验证实该蛋白具有整合酶的3′切割DNA和5′链转移的活性。HIV 1整合酶蛋白的可溶性表达和活性研究为建立以整合酶为靶点的抗HIV药物筛选平台打下了基础。     

APOBEC3F蛋白的结构与功能

载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3F(apolipoprotin B mRNA-editing catalytic polypeptide 3protein F,APOBEC3F,简称A3F)是一种天然抗病毒活性的胞嘧啶脱氨基酶。在HIV病毒复制过程中,A3F蛋白能被整合进入病毒颗粒内部,诱导病毒c DNA胞嘧啶脱氨基化变为尿嘧啶,阻断病毒复制。近几年,科研工作者开展了一系列A3F蛋白的结构生物学和脱氨基化反应的研究,以及与单链DNA(single-stranded DNA,ss-DNA)的结合位点、病毒感染因子(viral infectivity factor,Vif)作用界面的探索。本文通过对这些工作进行总结,以期为艾滋病、乙肝的防治提供新的理论基础。     

表达HIV-1多价合成基因的重组痘苗病毒疫苗株的构建

为研制适合我国使用的HIV疫苗,选择具有代表意义的中国流行株HIV CN54(B′/C)病毒gag、pol、nef等基因的合成基因syngpnef,插入到自行构建的能在病毒筛选过程中将标记基因去除掉的双标记基因痘苗病毒载体pVI75的KpnI酶切位点,构建成转移质粒pVI75-syngpnef,与我国的天坛株痘苗病毒共转染鸡胚成纤维细胞,通过蓝白斑筛选得到的重组病毒疫苗株DNA。经PCR鉴定标记基因已被删除并有目的基因的整合,Western blot可检测到目的基因的融合表达。此重组病毒疫苗株有望成为HIV/AIDS候选疫苗。     

病毒末端DNA与不同长度HIV-1整合酶四聚体的对接研究(英文)

整合酶(integrase,IN)是HIV病毒复制周期中的一个重要酶,一般认为,IN是以四聚体形式发挥其生物活性。本文用DOT软件包研究了IN四聚体与8个不同长度病毒末端DNA的结合模式,以及病毒DNA长度对二者识别的影响。结果表明,IN有3个DNA结合区域,其中两个是病毒DNA结合区域,另外一个是宿主DNA结合区域。模拟结果与实验数据吻合较好,本研究为基于整合酶结构的药物研发及整合酶整合机理的研究提供了良好的基础。     

“核糖体失活蛋白抗艾滋病病毒活性及构效关系的研究”获2003年度云南省科学技术奖（自然科学类）二等奖

中国科学院昆明动物研究所郑永唐研究员主持的“核糖体失活蛋白抗艾滋病病毒活性及构效关系的研究”,利用分子生物学和病毒学等手段,系统研究了核糖体失活蛋白(RIP)抗人艾滋病病毒(HIV)活性,并对天花粉蛋白(TCS抗HIV活性的作用机制、构效关系进行了深入的研究。     

分子信标方法研究HIV-1整合酶3'加工反应动力学

HIV-1整合酶催化病毒cDNA与宿主细胞基因组DNA的整合,是病毒在宿主细胞中增殖的一个关键酶。 3'加工是整合酶催化整合过程的第一步反应,3'加工反应动力学的研究对整合酶催化机理研究和以整合酶为靶点的药物研发都具有重要意义。构建了野生型HIV-1整合酶重组质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达,通过对包涵体变性、复性,纯化得到了整合酶蛋白。 基于分子信标原理,设计了荧光和淬灭基团标记的DNA底物,通过荧光信号实时监测3' 加工反应,对酶反应的动力学性质进行研究。 结果表明,纯化的整合酶蛋白具有较高的活性,酶反应表现出显著的Mg²⁺偏好性。 酶动力学研究 (K_m = 131.79 nmol/L,K_cat = 0.0042 min ^-1) 表明,该分子信标方法和设计的DNA底物可用于整合酶3'加工反应动力学研究以及酶反应性质的研究。     

分子信标方法研究HIV-1整合酶3'加工反应动力学

HIV-1整合酶催化病毒cDNA与宿主细胞基因组DNA的整合,是病毒在宿主细胞中增殖的一个关键酶.3'加工是整合酶催化整合过程的第一步反应,3'加工反应动力学的研究对整合酶催化机理研究和以整合酶为靶点的药物研发都具有重要意义.构建了野生型HIV-1整合酶重组质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达,通过对包涵体变性、复性,纯化得到了整合酶蛋白.基于分子信标原理,设计了荧光和淬灭基团标记的DNA底物,通过荧光信号实时监测3'加工反应,对酶反应的动力学性质进行研究.结果表明,纯化的整合酶蛋白具有较高的活性,酶反应表现出显著的Mg2+偏好性.酶动力学研究(Km=131.79 nmol/L,Kcat=0.0042 min-1)表明,该分子信标方法和设计的DNA底物可用于整合酶3'加工反应动力学研究以及酶反应性质的研究.     

艾滋病病毒与酶

目前 ,对这类非细胞形态恶性寄生性病原———人类免疫缺陷病毒即艾滋病病毒 (简称ＨＩＶ)尚无最有效方法控制和消灭它。特别是新型艾滋病病毒如ＨＩＶ 1ｎ出现、艾滋病患者的并发症以及其他性病病毒的入侵等等 ,给防治工作确实带来难度。发现ＨＩＶ近 2 0年来 ,尽管治疗艾滋病 (ＡＩＤＳ)的药物有之 ,但还没有哪一种药物能够遏制ＨＩＶ对人类生命安全的严重威胁。最重要的是 ,快速复制的ＨＩＶ侵染人体细胞时有 3种酶即蛋白酶、逆转录酶和整合酶 (ｉｎｔｅｇｒａｓｅ) ,它们是导致ＨＩＶ在人体内“作恶”的凶手 ,可以说 ,它们是最危险的“…     

ZAP融合蛋白抑制HIV病毒模型的构建及功能分析

ZAP是一种抗病毒因子,能够特异性结合病毒RNA并招募细胞中的RNA酶降解所结合的靶RNA,从而抑制某些病毒的复制,如鼠白血病病毒(MLV)、辛德比斯病毒(SIN).ZAP对HIV病毒抑制作用并不明显.Tat和Rev是HIV编码的两种可以特异性结合HIVRNA的蛋白质,将它们与ZAP构建成融合蛋白,使得融合蛋白通过Tat或Rev结合HIVRNA并通过ZAP降解HIVRNA,从而抑制HIV假病毒载体携带基因的表达.这一结果为抑制HIV病毒提供了一个新思路,也支持了ZAP招募mRNA降解机器降解靶RNA的模型.     

HIV-1 Gag p17-p24在痘苗病毒中的表达及性质研究

研究了重组痘苗病毒表达的HIV1核心蛋白(Gag)p17p24蛋白的一些生物学及免疫学特点。间接免疫荧光、DotELISA及Westernblot结果表明,构建的两株重组病毒分别表达了HIV1Gagp24及p17p24融合蛋白。电镜观察证实,Gagp24及p1724重组蛋白均可形成病毒样粒子。重组病毒可诱导小鼠产生抗HIV1Gagp24抗体。重组病毒感染BHK21细胞后,可见由于细胞凋亡而致的染色体DNA断裂“梯子”电泳图。     

科研快讯

正Nature:最新研究或帮助改善HIV疗法的开发刊登于国际杂志Nature上的一项最新研究中,来自明尼苏达大学等机构的科学家们开发了一种抵御HIV/AIDS及以反转录病毒为基础的癌症的新型治疗方法,文章中,研究者采用了一种利用固化分子X射线技术的实验性步骤进行研究,他们揭示了一种名为呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)的促癌反转录病毒如何集合多种蛋白(整合酶)拷贝从而形成小型分子,这种小型分子就会将RSV的遗传物质插入到宿主细胞中,最后制造大量的反转录病毒。     

杀死感染艾滋病细胞的新的治疗药

明治乳业公司开发了作用于感染艾滋病病毒(HIV)的细胞,抑制病毒产生杀死细胞的新的治疗药。开始用小鼠试验能确认安全性,最近使用艾滋病模拟动物,还未确认作用机制。新物质是结合了化学修饰剂氯高铁血红素和琥珀酰化人血清白蛋白的复合物(M-HDA)。对淋巴细胞有亲和性的琥珀酰化人血清白蛋白运送氯高铁血红素。氯高铁血红素整合到细胞内,通过某些作用杀死细胞。使用重症免疫缺陷小鼠(SCID/hu)检测体内的抗HIV效果后,计划在美国进行临床试验。明治乳业卫生科学研究所小组进行的研究是“血浆蛋白掺入到清除剂受体,以葡萄糖硫酸阻止这种作     

人Ⅰ型免疫缺陷病毒gag-env嵌合基因在重组痘苗中的表达

Gag和Env蛋白是人Ⅰ型免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiencyvirustype1,HIV1)的结构蛋白,是HIV1诱导机体产生体液免疫和细胞免疫的主要抗原。本实验通过多次亚克隆,将env基因以正确的三联密码读框插入gag基因的下游,制备了HIV1gagenv嵌合基因,并将嵌合基因分别置于痘苗病毒p75启动子和牛痘病毒A型包涵体(ATI)启动子的下游,经过同源重组和红细胞吸附试验筛选,获得了2株重组痘苗病毒。免疫荧光试验和酶免疫试验证明,两株重组痘苗病毒均能正确地表达HIV1gagenv嵌合基因。动物实验表明,gagenv嵌合基因重组痘苗病毒可诱导小鼠产生抗HIV特异性抗体。这些结果为艾滋病颗粒化疫苗的研制提供了借鉴。     

HIV-1整合酶去整合活性高通量检测方法的建立

HIV-1整合酶催化病毒DNA与宿主细胞基因组整合,是病毒复制所需的关键酶之一,也是抗病毒药物研发的重要靶点.IN及其核心结构域均能在体外催化去整合反应.本研究表达纯化了IN和IN-CCD蛋白,建立了一种检测IN和IN-CCD去整合活性的微孔板式高通量方法.设计了生物素和地高辛修饰的去整合DNA底物,运用链亲和素标记的珠子捕获反应产物,再通过酶标地高辛抗体及随后的酶联免疫吸附实验方法对地高辛定量以检测去整合.结果显示,IN和IN-CCD催化的去整合反应信号（A405）分别达到1.6和1.2,而背景信号值低于0.05;IN去整合反应更倾向于使用Mn2＋而不是Mg2＋作为金属辅助离子;研究还发现,已知的IN抑制剂baicalein是IN-CCD抑制剂.以上结果表明,本工作建立的检测方法能高通量、高灵敏度和高特异性地研究去整合反应,并能够应用于以IN为靶点,特别是以IN-CCD为靶点的HIV抑制剂的筛选.     

HIV-1整合酶的功能及其抑制剂的研究进展

I型人类免疫缺陷病毒（human immunodeflciency virustype1,HIV-1）在宿主细胞内经逆转录得到的cDNA,由整合酶（integrase,ry）催化插入到宿主基因组DNA中,该过程称为整合过程。整合是HIV-1复制周期中不可缺少的步骤,对于病毒的复制至关重要,因此对整合酶的抑制能够有效地起到抗HIV的作用。该文综述了整合酶的结构与功能以及目前关于整合酶抑制剂的最新研究进展。     

HIV-1重组机制

人类免疫缺陷病毒(HIV)属于逆转录病毒,包含2个正链的RNA基因组。其复制过程需要逆转录酶发生模板转换,这样极容易导致重组。重组是导致HIV多样性的重要原因,给病毒的诊断、治疗以及疫苗研发带来巨大困难。本文综述了HIV-1重组的条件、机制、特性以及重组对于HIV-1防控和疫苗研究的影响。     

整合HA蛋白的HIV假病毒展示禽流感病毒感染宿主细胞机制

通过将高致病性禽流感病毒HA蛋白整合到HIV颗粒,包装成表达HA蛋白的假病毒粒子（命名为HIV/H5-HA）,并对所包装的假病毒的生物学功能进行了研究.通过RT PCR获得了H5N1亚型禽流感病毒完整的血凝素基因(HA)并克隆到真核表达载体pcDNA3.1(+)上,通过与假病毒构建体系的2种质粒pCMV△8.2和pHR′-CMVLacZ共转染293T细胞,包装成假病毒颗粒.利用LacZ染色和HA假病毒颗粒感染MDCK等6种细胞株并对标记基因LacZ进行检测.结果表明,HIV/H5-HA与天然的禽流感病毒相似,具有广泛的细胞嗜性; Western 印迹和FACS检测结果,和HA假病毒颗粒的电镜照片确认了HA基因在假病毒颗粒表面得到了表达;HIV/H5-HA能够凝集鸡红细胞,并且pH值依赖性测定表明,HA假病毒需要低pH值才能实现正确的入侵宿主细胞.本研究结果显示：禽流感病毒H5N1亚型的HA基因得到了有效的包装,并且所包装的假病毒颗粒能够表达具有高度生物活性的HA蛋白.同时,假病毒模型的建立为进一步研究禽流感病毒与宿主之间的免疫应答提供了一种新的途径.