广谱单抗结合的人免疫缺陷病毒衣壳蛋白的结构与功能研究

研究表明，HIV-1的衣壳蛋白（CA）以单体、二聚体、五聚体和六聚体等多种形式参与病毒生命周期各阶段的衣壳组装。已知的CA蛋白结构呈现出高度的构象柔性和多样的相互作用模式，然而，CA如何组装成为天然的圆锥状衣壳，CA序列与组装效率是否相关，CA能否成为HIV治疗的有效靶点等问题均未被阐明。本实验室在前期工作中发现，不同的CA序列可导致不同的病毒产率，并筛选了大量的单抗，意外发现结合了广谱抗体的CA在晶体中电子密度与目前所有CA结构均不同，提示存在新构象的可能性。本研究拟解析结合了抗体的CA蛋白结构，考察不同序列的CA蛋白所呈现的聚体形式及其与病毒繁殖效率的关系，为基于CA的HIV研究（如抗病毒治疗、药物设计、疫苗研制等）提供有用的结构信息和可能的新功能。

本课题拟解析结合了抗体的HIV衣壳蛋白（Capsid protein，CA）结构，考察不同序列的CA蛋白所呈现的聚体形式及其与病毒繁殖效率的关系，为基于CA的HIV研究（如抗病毒治疗、药物设计、疫苗研制等）提供有用的结构信息和可能的新功能。申请书的研究内容较为丰富，包括：（1）完善HIV衣壳蛋白抗原库和广谱单抗库，（2）研究不同形式HIV衣壳蛋白CA聚合体及其与特征性单抗的相互作用，（3）优化抗原抗体的复合物晶体培养条件，（4）进行CA蛋白及抗原抗体复合物晶体结构的解析，（5）进行HIV表达过程中的CA蛋白组装形式监控。虽然最后的评审结果建议首先进行短期的研究（一年的资助，经费14万元），但是我们仍然按照预定的研究内容和技术路线开展研究，并获得了重要的进展。. 结题时，本课题研究解析了新型的结合了广谱单抗A10F9的HIV CA二聚体免疫复合物结构，证实C177位氨基酸介导的二硫桥二聚体具有模拟天然病毒的结构瞬间，具有重要的意义，同时，我们还建立了HIV的特异细胞筛选方法，CA组装机制还拓展到了其他病毒衣壳蛋白组装机制的研究，取得了发表SCI论文2篇，培养3名硕士研究生等显著成果，超额完成了预定的课题目标和任务，希望国家基金委能够继续支持和资助我们的研究工作。