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人类免疫缺陷病毒1型gp41结构与功能的研究进展

2011-01-24姚茜茜吕钧叶荣

微生物与感染 2011年4期
关键词:融合功能

姚茜茜,吕钧,叶荣

复旦大学上海医学院,上海 200032

自1981年首次发现获得性免疫缺陷综合征(acquired immune deficiency syndrome, AIDS)迄今已有30年,该病已成为世界上危害最为严重的传染病之一。截至2009年,已造成3 330多万人感染,1 800多万人死亡[1]。AIDS的病原体——人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1, HIV-1)是一种RNA反转录病毒,通过其包膜糖蛋白(envelope glycoprotein, Env)介导,侵入宿主细胞[2]。HIV-1表面的Env为gp120和gp41两个亚单位非共价结合组成的异二聚体,两者由其前体gp160经宿主细胞的蛋白酶裂解产生[3]。HIV-1通过gp120识别细胞膜表面主要受体CD4和辅助受体CC趋化因子受体5﹝C-C chemokine receptor type 5,CCR5)或CXC趋化因子受体4(C-X-C chemokine receptor type 4,CXCR4﹞,并激活gp41发生变构,引起病毒-细胞膜融合,从而进入细胞[4]。HIV-1 gp41通常由345个氨基酸残基组成,分为3个主要结构功能区域:膜外区(ectodomain)、跨膜区(membrane-spanning domain, MSD) 和膜内区(endodomain)。每个区域内含有多个结构域(domain)或基序(motif),参与不同的生物学功能。膜外区主要与膜融合功能有关;MSD通过疏水作用锚定在质膜上;而膜内区也称为胞质尾区 (cytoplasmic tail, CT),其功能往往呈现多样化[5](图1、表1)。因此,gp41除与gp120共同参与病毒构成外,在HIV-1的复制与致病过程中也有独特的重要作用。本文对其结构与功能,尤其是膜内区的研究进展进行简要综述。

1 膜外区的结构与功能

gp41膜外区含有一些特殊的功能决定簇,直接参与病毒与宿主细胞融合,同时也是比较活跃的抗原表位区域。gp41膜外区氨基端的16个氨基酸(512~527残基)为富含Gly的疏水性融合肽(fusion peptide, FP),其在融合过程中的作用已被较好阐明,具有结构多态性[6]。FP在二甲亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO )中为无序结构,在含水缓冲液中形成聚集的α螺旋、β折叠及无序结构的混合体[6]。……

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