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Nature:疱疹病毒如何哄骗机体免疫系统?

来源:生物谷 2016-02-11 14:43

图片来源:medicalxpress.com

2016年2月10日 讯 /生物谷BIOON/ --有超过一半的美国人都被疱疹病毒感染过,这种病毒会通过干扰机体免疫细胞的正常功能来有效“打败”免疫系统;近日一项刊登于国际杂志Nature上的研究报告中,来自洛克菲勒大学的研究人员通过研究捕捉到了疱疹病毒的原子图像,同时还揭示了病毒如何将自身插入到另外一种蛋白质之中,从而引发机体重要的免疫系统通路出现“故障”,相关研究阐明了疱疹病毒入侵免疫系统的特殊机制,为后期开发抵御该病毒感染的新型干预疗法提供了思路和方向。

当病毒进入到机体后,其就会在细胞中破解成碎片,随后小碎片就会释放到细胞外,这种小碎片就类似于条形码一样被免疫细胞扫描,当免疫细胞感知到其存在后就会对其实施攻击;其中一种名为TAP的关键运输蛋白就主要将病毒暴露于细胞表面,TAP可以扮演桥梁的角色运输病毒碎片进而通过内质网,随后到达细胞表面警醒免疫细胞病毒的存在。研究者表示,文章中我们揭示了病毒蛋白如何阻断TAP的功能,这主要会产生两种效应,第一就是病毒蛋白会妨碍正常蛋白的结合,其次是促进TAP运输蛋白出现构象问题。

此前研究人员很难对嵌入到细胞膜中的蛋白的结构进行研究,比如TAP蛋白,因为所研究的样本难以固定而且比较容易分解,本文研究中研究者利用一种名为冷冻电子显微镜的技术,其可以利用冷冻方法在冰层上进行蛋白纯化,从而对样本进行固定,使得科学家们可以进行深入的研究。

TAP是人类细胞中转运蛋白家族的成员,这些转运蛋白通常会将化疗药物泵出细胞中,从而使得药物无效,而短期内抑制转运蛋白的功能或许可以帮助化疗药物更好地停留在患处从而有效治疗疾病,而理解病毒阻断转运蛋白的多种方法或许可以帮助治疗多种人类疾病。最后研究者Chen说道,目前我们并没有阐明如何来阻断这些转运蛋白的功能,因此后期还需要进行研究来解释为何病毒可以有效阻断转运蛋白的功能。(生物谷Bioon.com)

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A mechanism of viral immune evasion revealed by cryo-EM analysis of the TAP transporter

Michael L. Oldham, Richard K. Hite, Alanna M. Steffen, Ermelinda Damko, Zongli Li, Thomas Walz & Jue Chen

Cellular immunity against viral infection and tumour cells depends on antigen presentation by major histocompatibility complex class I (MHC I) molecules. Intracellular antigenic peptides are transported into the endoplasmic reticulum by the transporter associated with antigen processing (TAP) and then loaded onto the nascent MHC I molecules, which are exported to the cell surface and present peptides to the immune system1. Cytotoxic T lymphocytes recognize non-self peptides and program the infected or malignant cells for apoptosis. Defects in TAP account for immunodeficiency and tumour development. To escape immune surveillance, some viruses have evolved strategies either to downregulate TAP expression or directly inhibit TAP activity. So far, neither the architecture of TAP nor the mechanism of viral inhibition has been elucidated at the structural level. Here we describe the cryo-electron microscopy structure of human TAP in complex with its inhibitor ICP47, a small protein produced by the herpes simplex virus I. Here we show that the 12 transmembrane helices and 2 cytosolic nucleotide-binding domains of the transporter adopt an inward-facing conformation with the two nucleotide-binding domains separated. The viral inhibitor ICP47 forms a long helical hairpin, which plugs the translocation pathway of TAP from the cytoplasmic side. Association of ICP47 precludes substrate binding and prevents nucleotide-binding domain closure necessary for ATP hydrolysis. This work illustrates a striking example of immune evasion by persistent viruses. By blocking viral antigens from entering the endoplasmic reticulum, herpes simplex virus is hidden from cytotoxic T lymphocytes, which may contribute to establishing a lifelong infection in the host.

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