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      通過計算設計的表位產生的抗HIV抗體
      
			
      
				2019-02-28 10:01:19
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      由賓夕法尼亞州立大學的科學家領導的一個研究小組發(fā)現(xiàn)了一種有趣的新方法來創(chuàng)造可以穿過HIV保護性涂層的蛋白質 - 為了解開發(fā)致命病毒疫苗所需的關鍵成分提供了一條潛在途徑。研究人員采用計算機模擬方法來創(chuàng)建模仿HIV不同表面特征的蛋白質。
      

      通過計算設計的表位產生的抗HIV抗體
      

      今天在Nature Communications上發(fā)表的一篇題為“ 合理設計的碳水化合物封閉表位引發(fā)HIV-1 Env特異性抗體 ” 的新研究結果顯示，在用新設計的蛋白質進行免疫后，兔子產生的抗體能夠與病毒結合。這些結果為設計用于疫苗的蛋白質提供了一種新方法。
      

      “我們能夠證明，通過使用我們設計的蛋白質，血液能夠自發(fā)產生可以抑制細胞模型中HIV感染的抗體，”首席研究員Cheng Zhu博士解釋說，他是賓夕法尼亞州立大學博士后研究員。醫(yī)學。“當我們孵化HIV病毒時，兔子的血液會大大降低其傳染性。”
      

      朱補充說，“我們開發(fā)的蛋白質或免疫原不是成品，但我們能夠證明它可以做到。此外，我們能夠創(chuàng)造一種新的方法來制作蛋白質，這也很令人興奮，這也可以為開發(fā)其他感染疫苗打開大門。“
      

      雖然全球有數(shù)百萬人感染艾滋病病毒，但為這種病毒制造疫苗已經讓研究人員望而卻步。疫苗通過教導免疫系統(tǒng)來起作用，在中和它之前，抗體可以附著病毒。為了制造疫苗，研究人員首先必須確定這一點。
      

      “即使我們針對特定病毒株開發(fā)抗體，該抗體也可能不會注意到下一個病毒株，”高級研究調查員Nikolay Dokholyan博士說，他是藥理學系教授兼研究副主席。賓州州立大學。“為了開發(fā)廣泛中和抗體 - 中和多種病毒株的抗體 - 我們需要找到一些在病毒上保持不變的東西，以便鎖定這些抗體。”
      

      艾滋病毒使用碳水化合物涂層來保護其表面的蛋白質，稱為環(huán)境。雖然這種蛋白質可能是疫苗的潛在目標，但碳水化合物涂層使抗體很難或不可能獲得并中和它。然而，有時，在該涂層中自然出現(xiàn)孔洞，使Env蛋白質暴露于潛在的抗體。朱說，他和其他研究人員想找到一種方法來針對這些漏洞。
      

      “這個想法是做分子手術來復制病毒表面的部分并將它們粘貼到不同的良性蛋白質上，這樣它們看起來就像Env蛋白質一樣，”朱說。“希望，這將使免疫系統(tǒng)能夠識別病毒并制造抗體以在將來中和它。”
      

      在目前的研究中，研究人員使用計算模型來設計蛋白質，這些蛋白質將模擬疫苗中不同HIV病毒株的保守蛋白質表面。通常，蛋白質通過一次改變一個氨基酸來設計，他們想嘗試不同的方法。
      

      “在這里，我們通過'表位移植'計算設計模擬Env的這些表面特征(碳水化合物封閉的中和表位或CONE)的表位，其中靶區(qū)域呈現(xiàn)在具有保留的結構特性的載體蛋白支架上，”作者寫道。“檢查顯示四種CONE的支架的結構和免疫原性。兩種設計蛋白質的晶體結構反映了計算模型，并準確地模擬了CONE的天然構象。“
      

      Dokholyan表示，“不是一次改變一種氨基酸，而是切割后再切割成不同蛋白質的HIV菌株的大表面”。“能夠進行這些主要的分子手術是一個重要的里程碑，并且非常令人興奮的是，該策略的準確性非常高。”
      

      在創(chuàng)造了使用新型HIV模擬蛋白的免疫原后，研究人員每月一次免疫兔子并抽取血液樣本。在對樣本進行分析后，研究人員發(fā)現(xiàn)血液中含有能夠與HIV結合的抗體。雖然研究小組表示調查結果令人鼓舞，但他們承認還有更多工作要做。
      

      “重要的是，我們能夠對艾滋病病毒產生免疫反應，并證明它可以作為概念證明，”Dokholyan說。“但在成為可行的疫苗之前，我們仍需要提高抗體的中和能力和其他方面。”
      

      將來，蛋白質設計方法可能有助于為世界各地的不同疾病創(chuàng)建和個性化疫苗。
      

      “疾病可能因地點而異，例如，不同國家或地區(qū)存在不同的艾滋病毒株，”Dokholyan總結道。“如果我們能夠輕松定制疫苗蛋白質，這就是個性化醫(yī)療將發(fā)揮作用的一個很好的例子。”
      
			

			
        
      
			
      
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