埃可病毒11型屬于小RNA病毒科,腸道病毒屬,是B族腸道病毒中的一個重要血清型.�？刹《�11型可導致兒童和青少年腦炎和腦膜炎等疾病,在嬰兒和新生兒中導致重癥感染甚至致命的病例也時有報道.此外,�？刹《�11型還多次在新生兒和嬰幼兒群體中引起暴發(fā)性感染,如2019年中國廣東省發(fā)生的院內感染暴發(fā)事件,造成了19例新生兒的感染和5例死亡,嚴重威脅人類健康和公共衛(wèi)生安全. CD55是20世紀90年代初發(fā)現的部分埃可病毒的吸附受體,該受體可以幫助病毒吸附在細胞表面,但并不能介導病毒完成完整的入侵過程.我們在2019年的研究中,發(fā)現了人新生兒Fc受體(neonatal Fc receptor, FcRn)是B族腸道病毒的通用脫衣殼受體,并以�？刹《�6型為例解析了病毒入侵機制.本研究利用冷凍電子顯微鏡技術,解析了�？刹《�11型在入侵過程中不同pH條件下各階段的病毒顆粒結構,以及病毒與兩受體的復合物,共10個原子或近原子水平高分辨率冷凍電子顯微鏡結構,并結合表面等離子共振(surface plasmon resonance, SPR)和脂質體模擬試驗等分子水平試驗,系統(tǒng)地闡述了�？刹《�11型利用CD55和FcRn"雙受體系統(tǒng)"入侵細胞的分子機制.�？刹《�11型利用其VP2、VP3結構域與吸附受體CD55的3、4兩個短同源重復(short consensus repeat, SCR)結構域結合,結合后病毒顆粒不發(fā)生變構.病毒與脫衣殼受體Fc Rn結合之后,開始發(fā)生變構,并可在脂質體膜的輔助作用下釋放遺傳物質完成脫衣殼.與埃可病毒6型不同的是,�？刹《�11型結合FcRn之后在中性條件下即可起始變構.本項研究解析了重要病原�？刹《�11型侵染細胞的分子結構基礎,并進一步完善了非囊膜病毒的"雙受體"入侵模型.
【部分圖文】：

FcRn和CD55可以與�？刹《�11型的病毒顆粒直接結合.表面等離子共振(SPR)方法檢測可溶性FcRn胞外段蛋白與�？刹《�11型的病毒顆粒在pH 7.4(a)和pH 5.5(b)條件下的相互作用,結合KD值如圖所示.表面等離子共振(SPR)方法檢測可溶性CD55胞外段蛋白與�？刹《�11型的病毒顆粒在p H 7.4(c)和pH 5.5(d)條件下的相互作用,結合KD值如圖所示

A-顆粒在pH 7.4樣品中結構分辨率為2.53?,pH5.5樣品中為2.63?.這兩者之間在結構上無明顯區(qū)別與完整病毒顆粒相比,A-顆粒的表面會更加松散,這使得病毒顆粒的直徑比成熟顆粒略有增加.A-顆粒中,VP4蛋白缺失,并且VP1蛋白N端的1～59個氨基酸也看不到明顯的電子密度,但病毒顆粒內部還可以看到密度,證明病毒顆粒內部的遺傳物質尚未釋放.同�？刹《�11型-FcRn復合物相同,A-顆粒中“峽谷區(qū)”底部的位置也丟失了“口袋因子”,但在該部位的變構程度要大于�？刹《�11型-FcRn復合物.空殼病毒同樣在兩種pH的樣品中均存在且無明顯區(qū)別.我們詳細解析了pH 7.4和pH 5.5樣品中空殼病毒結構,分辨率為3.18和3.4?.同樣的,空殼病毒中也缺失了VP4蛋白和VP1蛋白N端部分氨基酸.但在空殼病毒中,病毒顆粒內部的核酸和蛋白已經被釋放,只剩殘余的衣殼部分.同樣地,空殼病毒中也丟失了“口袋因子”.從�？刹《�11型完整病毒顆粒,病毒-FcRn復合物,A-顆粒,到空殼病毒.經過這一系列結構的解析,我們通過原子/近原子水平的高分辨率冷凍電子顯微鏡結構,解析了病毒整個脫衣殼過程中具代表性的中間態(tài)結構,詳細分析了病毒脫衣殼過程中完整的形態(tài)變化過程:�？刹《�11型完整病毒顆粒與脫衣殼受體FcRn的結合,使得病毒VP1蛋白“峽谷區(qū)”底部的脂質分子“口袋因子”釋放.“口袋因子”的釋放打破了病毒的穩(wěn)態(tài),使得病毒VP4蛋白和VP1蛋白的N端釋放,形成A-顆粒.在此過程中,也由于VP1的變構,A-顆粒病毒不再與FcRn受體結合.A-顆粒本身是脫衣殼的中間態(tài),并不是穩(wěn)定的結構.A顆粒中病毒的遺傳物質釋放,變?yōu)榭諝げ《?

空殼病毒同樣在兩種pH的樣品中均存在且無明顯區(qū)別.我們詳細解析了pH 7.4和pH 5.5樣品中空殼病毒結構,分辨率為3.18和3.4?.同樣的,空殼病毒中也缺失了VP4蛋白和VP1蛋白N端部分氨基酸.但在空殼病毒中,病毒顆粒內部的核酸和蛋白已經被釋放,只剩殘余的衣殼部分.同樣地,空殼病毒中也丟失了“口袋因子”.從�？刹《�11型完整病毒顆粒,病毒-FcRn復合物,A-顆粒,到空殼病毒.經過這一系列結構的解析,我們通過原子/近原子水平的高分辨率冷凍電子顯微鏡結構,解析了病毒整個脫衣殼過程中具代表性的中間態(tài)結構,詳細分析了病毒脫衣殼過程中完整的形態(tài)變化過程:�？刹《�11型完整病毒顆粒與脫衣殼受體FcRn的結合,使得病毒VP1蛋白“峽谷區(qū)”底部的脂質分子“口袋因子”釋放.“口袋因子”的釋放打破了病毒的穩(wěn)態(tài),使得病毒VP4蛋白和VP1蛋白的N端釋放,形成A-顆粒.在此過程中,也由于VP1的變構,A-顆粒病毒不再與FcRn受體結合.A-顆粒本身是脫衣殼的中間態(tài),并不是穩(wěn)定的結構.A顆粒中病毒的遺傳物質釋放,變?yōu)榭諝げ《?2.4 �？刹《�11型與CD55和FcRn結合位點近原子水平結構解析
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