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Science：人为设计蛋白可抑制流感病毒

点击次数：  更新时间：2017/6/19 9:20:14  

流感，是全球最危险的传染病之一，在这场流感战争中出现了一种新的武器。科学家们开发了一个设计蛋白，可阻止流感病毒感染培养的细胞，在具有大量病毒的环境下亦可保护老鼠免受得病。这也可作为较为敏感的诊断。此外，该蛋白并不是用于治疗，或许可在未来用于开发流感药物，科学家说道。

 

“这是个振奋人心的消息，”Crowe说道，他是纳什维尔范德比尔特大学的免疫学家，并未参与该项研究工作。但，该蛋白并未在人体上进行测试，“这仍需要很长的路要走，”他说道。

 

每年流感可使3-5百万的人们严重致病，且已使25万-50万人致死，大部分是老年人及免疫系统薄弱的人群。每年，公共健康办公室调查人群中的三种流感亚型，并设计了一种覆盖三种病毒可用于冬季的疫苗。但那些疫苗仍离完美太遥远：它们并不能准确地与传播的病毒相匹配，以及在某些人群中，它们并不能激发强烈的免疫反应。

 

药物是另外一条防线，它们大部分焦点在于病毒外壳上的蛋白质，神经氨酸酶以及血凝素(HA)。有些药物阻挡神经氨酸酶，该神经氨酸酶可帮助病毒逃离感染后的细胞，且可增强并病毒的耐药性。HA是科学家的下一个目标。该蘑菇形状的蛋白专注于感染细胞，在靶细胞的表面，首先结合到其头部的三个位点上，然后到三个不同的糖分子上。一旦病毒抓住了，部分HA的主干可像抓钩一样将病毒推得更近，让其布满细胞膜，并释放其内部毒素。

 

2011年，由Baker带领的西雅图华盛顿大学计算生物研究团队，设计了一种蛋白可结合到HA的主干，这样可阻止培养的细胞被病毒感染。但是由于该主干经常被另外的蛋白遮挡，因此药物很难到达其位点。

 

现在，Baker的团队已经设计了另外一种蛋白，作用于HA暴露在更外面的头部。他们首先通过分析x-射线的晶体结构，观察到原子的详细信息，包括如何结合到人体的抗体上，并抓住HA头部的三个糖分子。他们复制了小部分抗体，并将抗体挤进结合位点里。科学家们接着使用蛋白设计软件Rosetta将头部位点增加三倍，并增加了第三部分，三角形的蛋白，计算机通过计算将其与HA的头部基团吻合，像一顶帽子。下一步，他们合成了一个机遇，用于编码蛋白，并将其插入细菌，从而制作复制子来对他们进行测试。

 

在测试时，Baker的团队人员将蛋白复制子固定在硝酸纤维样的类纸质材料上。然后将其暴露于各种病毒菌株中，通过抓住或者固定住。“我们称之为流感胶水，因为他们不能再移动了，”Baker说道。在另外的试验中，蛋白阻止了病毒对培养细胞的感染，甚至可保护老鼠免受病患，在暴露流感病毒一天前或后管理。他们在今天的《自然生物技术》上报道了该研究。

 

尽管看到了这些起始的成功，Baker与Crowe注意到，最新设计的蛋白不可能成为药物。Baker说，首先，该蛋白并不能结合所有感染人体的常见病毒。这就意味着，未来的药物既需要在HA头部的结合蛋白，亦要与主干结合位点结合。其次，该设计蛋白的安全性仍需要认真考察，Crowe说道，因为它们与自然结合HA的抗体具有显着的差异。“你离天然的抗体越远，你能预测到未来出现问题的概率越低，”Crowe说道。

 

Baker说，但是一直顺着这条路走，该新设计蛋白可作为便宜诊断的基本——类似于怀孕测试——用于检测流感，进而用药物来阻断它。

（本文转载于生物秀）