【摘要】：人類免疫缺陷病毒(HIV-1)膜融合抑制劑是繼逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和蛋白酶抑制劑之后的第三類抗艾滋病(AIDS)的藥物。膜融合抑制劑與逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和蛋白酶抑制劑不同的是它可以抑制HIV-1進(jìn)入靶細(xì)胞,從而在病毒感染的最初環(huán)節(jié)阻止病毒的傳播。2003年,美國FDA批準(zhǔn)了T20(通用名：enfuvirtide,商品名：Fuzeon),T20成為第一個進(jìn)入臨床應(yīng)用的膜融合抑制劑。目前還有很多膜融合抑制劑正在開發(fā),代表了將來抗艾滋病藥物的發(fā)展趨勢。HIV-1進(jìn)入細(xì)胞需要病毒和細(xì)胞膜融合,細(xì)胞膜融合的過程是由Env蛋白介導(dǎo)的。病毒的Env基因在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成蛋白前體gp160,經(jīng)過高爾基復(fù)合體的糖基化修飾后被蛋白酶切割成gp120和gp41兩種蛋白亞基。Gp120與細(xì)胞膜的CD4受體和輔助受體CCR5或者CXCR4結(jié)合,引起gp120發(fā)生構(gòu)象改變,暴露出gp41蛋白,gp41介導(dǎo)膜融合過程。晶體學(xué)研究表明,HIV-1 gp41蛋白核心結(jié)構(gòu)是一個穩(wěn)定的6-HB(六聚體),由N末端重復(fù)序列和C末端重復(fù)序列組成,N端的pocket-1區(qū)在六聚體穩(wěn)定性上起重要的作用。然而,以前的HIV-1 gp41核心結(jié)構(gòu)多肽片段不包括pocket-1區(qū)的下游序列,這段序列的結(jié)構(gòu)特征沒有觀察到。在我們的研究中,我們新發(fā)現(xiàn)了N端的pocket-2區(qū)。Pocket-2區(qū)在pocket-1區(qū)的下游,由在一條N鏈上的亮氨酸587、賴氨酸588和谷氨酸584和在另一條N鏈上的酪氨酸586、纈氨酸583、丙氨酸582和精氨酸579七個氨基酸組成。我們的突變位點研究表明pocket-2區(qū)上的位點在ENV蛋白介導(dǎo)的病毒入侵以及對由N肽衍生的膜融合抑制劑T21的抗病毒活性方面都起到重要作用。生物物理學(xué)實驗表明pocket-2區(qū)的位點突變可以顯著減少六聚體的熱穩(wěn)定性,對與結(jié)合在pocket-1區(qū)的C肽衍生的膜融合抑制劑HP23的親和力顯著降低。為gp41的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及新的抗病毒入侵抑制劑的開發(fā)提供了有用的信息。通過晶體結(jié)構(gòu)的研究,我們發(fā)現(xiàn)W623位點可能和pocket-2區(qū)的位點相互作用。于是我們對W623位點進(jìn)行了點突變,對W623位點的功能進(jìn)行研究。通過突變位點的研究,我們發(fā)現(xiàn)W623位點對病毒的入侵和融合起到關(guān)鍵作用,對膜融合抑制劑CP32的融合抑制和抗病毒活性也要重要影響。生物物理學(xué)實驗表明突變后可以減少六聚體的穩(wěn)定性。我們設(shè)計了一系列帶有W623位點的膜融合抑制劑,發(fā)現(xiàn)它們有很好的抗病毒效果。表明了W623位點在膜融合抑制劑設(shè)計中具有的重要價值�？傊�,本論文詳細(xì)地研究了gp41蛋白的pocket-2區(qū)和W623位點的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。闡述了pocket-2區(qū)及W623位點的在膜融合抑制劑藥物中的重要性,為新的膜融合抑制劑的開發(fā)提供了新的思路。
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R373

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2763792