Исследователи уточнили, как ВИЧ проникает в клетку
Ренгеноструктурный анализ помог коллективу американских и китайских ученых выяснить в деталях, как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) проникает в клетку, 13 декабря сообщает научный журнал Nature.
Исследователи закристаллизовали один из фрагментов вирусного белка Env (gp120) вместе с двумя белками человека — рецептором CD4 и корецептором CCR5. Поясним, что корецепторами называются молекулы, которые усиливают эффект от связывания с рецептором. Так, в случае ВИЧ белок Env узнается рецептором CD4, однако инфицирование невозможно без связывания с белком-«помощником» CCR5.
Ученые определили структуру полученного тройного комплекса (gp120/CD4/CCR5) с разрешением 3,9 нанометра (1 нанометр (нм) = 10-9 м). Такой точности хватило, чтобы вычислить координаты всех атомов в составе комлекса.
Анализ структуры показал, что gp120 при связывании с CD4 частично теряет контакт с gp41— другим фрагментом вирусного белка Env. Это провоцирует структурную перестройку gp41, логичным завершением которой является слияние вирусной мембраны с мембраной клетки-хозяина.
Для ученых осталось не до конца понятно, почему мембраны не сливаются в отсутствие корецептора CCR5. Исследователи выдвинули гипотезу, что связывание CCR5 вызывает новую структурную перестройку, которая сближает фрагмент gp41 с мембраной клетки-хозяина.
Отметим, за проникновение ВИЧ в клетку отвечает белок Env, изначально состоящий из трех идентичных фрагментов gp160. При созревании вируса каждый из этих фрагментов расщепляется на два новых — gp120 и gp141. Таким образом, субъединичную структуру зрелого белка Env можно описать как (gp120 + gp41)3.
Плотное взаимодействие между фрагментами gp120 и gp41 в каждой из трех пар удерживает вирус в «спящем» состоянии. Однако при связывании gp120 с рецептором CD4 и корецептором CCR5 в «освобожденных» gp41-фрагментах происходят скоординированные структурные перестройки. В конечном счете это приводит к слиянию вирусной мембраны с мембраной клетки хозяина.
Отметим также, сходным образом проникают в клетки и многие другие вирусы. Так, например, в случае гриппа за слияние мембран отвечает гемагглютинин (HA). Этот белок построен по тому же структурному принципу, что и Env: (HA1 + HA2)3, где субъединицы HA1 и HA2 соответствуют фрагментам gp120 и gp41.
Разница лишь в том, что сиаловая кислота (SA), которая узнается гемагглютинином вируса гриппа, не имеет корецептора. Необходимые структурные перестройки в HA, влекущие за собой слияние мембран, происходят при закислении среды.
