Nature：科学家揭示了一种神秘HIV病毒组分的重要功能

HIV-1（人类免疫缺陷病毒I型）的病毒颗粒能以一种未成熟、非传染性的形式释放，其主要结构多聚蛋白Gag进入功能结构域的蛋白水解切割作用能诱导其重排成为成熟具有传染性的病毒粒子；在未成熟的病毒颗粒中，Gag膜结合结构域MA能形成一种六聚体蛋白质晶格，其在裂解后会经历结构转变成为一种独特的成熟MA晶格结构，目前研究人员并不清楚MA晶格成熟背后的分子机制。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“The conserved HIV-1 spacer peptide 2 triggers matrix lattice maturation”的研究报告中，来自德国马普生化研究所等机构的科学家们通过研究发现了HIV生命周期中的一个重要步骤发生背后的分子机制，他们通过联合研究后指出，名为“间隔肽2”（SP2，spacer peptide 2）的神秘病毒组分在将未成熟HIV-1颗粒转化成为感染性颗粒的过程中发挥着关键作用。

HIV-1颗粒能以一种未成熟的非传染性形式从感染细胞中释放出来，病毒颗粒的主要构建原料是一种称之为Gag的大约2000个拷贝的长棒状蛋白质，为了变得具有传染性，HIV就必须经历成熟过程，这主要涉及HIV-1蛋白酶（一种病毒酶类），其能将Gag切割成为六种更小的蛋白质，包括衣壳蛋白和基质蛋白，从而就会引起病毒组分发生巨大的结构重排。多年以来，科学家们一直在探索包裹着基因组的病毒衣壳的结构变化，相比而言，他们对病毒的基质了解的就要少很多，病毒基质是包裹病毒的脂质膜下的特殊外膜蛋白，如今研究人员阐明了这种基质蛋白在成熟成为感染性颗粒的过程中是如何进行重新排列的。

未成熟、成熟和MA-SP1颗粒中MA的高分辨率重建过程

他们利用最新的冷冻电镜对病毒颗粒进行成像，随后利用计算机成像分析来得出病毒蛋白最为详细的3D模型，让研究人员出乎意料的是，他们发现，基质的重排是由名为间隔肽2的组分所诱发的，间隔肽2能附着在基质上并以不同的方式聚集在一起。间隔肽2是切割Gag形成的六种组分中的另外一种，但其功能目前研究人员并不清楚，间隔肽2与基质蛋白的结合能促使病毒更快地与靶向细胞进行融合。研究者Briggs解释道，我们早在2021年就在实验室中获得了关于基质的第一个结构数据，但我们并不知道当病毒成熟时到底是什么原因促使其发生重排，这项研究中，我们绘制出了更为详细的基质层的3D图像，这或许就是理解基质发生重排的关键。

研究者Stacey说道，成熟的病毒基质拥有一个口袋结构，而我们都知道有什么组分会在那里结合，但我们认为其是来自膜结构中的脂质，如今我们观察到其就是间隔肽2，于是我们就想知道是否这种口袋结构未来能作为开发药物分子的新型靶点。截至目前为止，间隔肽2的功能研究人员并不清楚，得益于高分辨率冷冻电镜技术的加持，如今研究人员观察到了这种肽类如何在释放后直接与基质蛋白结合并将成熟病毒中的蛋白质连接在一起。

HIV-1或许是被研究最多的病毒，但其在复制过程中仍有有非常重要的步骤研究人员并不清楚。综上，本文研究揭示了两种HIV-1组分之间的一种新型意想不到的相互作用机制，其提供了成熟MA的高分辨率结构，并建立了MA结构成熟的诱发机制，同时也为间隔肽2分配了相应的功能。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Stacey, J.C.V., Hrebík, D., Nand, E. et al. The conserved HIV-1 spacer peptide 2 triggers matrix lattice maturation. Nature (2025). doi：10.1038/s41586-025-08624-9