北京時(shí)間6月6日凌晨1：00，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表了美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院、中科院上海生化與細(xì)胞所/國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心·上海（籌）周界文研究員所帶領(lǐng)課題組的最新成果，首次解析了丙型肝炎病毒（hepatitis C virus）感染宿主過程中重要離子通道蛋白p7的精細(xì)空間結(jié)構(gòu)以及p7與抑制劑金剛烷胺類藥物相互作用的分子機(jī)理。

 

        丙型肝炎病毒（HCV）與艾滋病病毒（HIV）、流感病毒（influenza virus)一樣，屬于危害性強(qiáng)的RNA病毒。丙型肝炎病毒所引起的病毒性肝炎，是慢性肝炎的主要病原之一，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致肝硬化和肝癌。目前估計(jì)全世界有1億7千萬人感染HCV，我國的HCV攜帶者和患者總數(shù)均居世界首位，屬于丙肝高發(fā)區(qū)，迄今為止還沒有研發(fā)出有效控制HCV的預(yù)防或治療性疫苗。

 

        長期以來，對病人使用的標(biāo)準(zhǔn)治療方法是持續(xù)混合使用長效干擾素(peginterferon-a)和利巴韋林(ribavirin)。但這種治療方法療效有限、周期長、費(fèi)用昂貴，并常伴有毒副作用。最近以標(biāo)準(zhǔn)療法聯(lián)用新上市的NS3/4A抑制劑Telaprevir和Boceprevir等，雖然可以提高治療效果，但抗藥性突變病毒的產(chǎn)生一直是一個潛在的問題。目前國際上抗RNA病毒治療的發(fā)展方向是建立一種基于多種藥物靶點(diǎn)的聯(lián)合療法，因此迫切需要開發(fā)多個作用靶點(diǎn)，尋找更有效的治療方法和干預(yù)手段。

 

        p7是HCV基因表達(dá)的唯一的離子通道蛋白，對病毒顆粒的組裝和成熟、病毒顆粒的釋放必不可少，突變和完全刪除p7會導(dǎo)致HCV病毒不能產(chǎn)生感染性。離子通道蛋白是一類在許多病毒中廣泛存在的蛋白質(zhì)，對于病毒的生活周期產(chǎn)生重要影響，被廣泛作為潛在藥物靶點(diǎn)加以研究，例如流感病毒的M2蛋白和艾滋病病毒的Vpu蛋白。但是以p7為靶點(diǎn)的抗HCV藥物研究卻進(jìn)展緩慢，主要原因是由于p7是一個跨膜蛋白，形成多聚體陽離子通道后，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)象靈活，給結(jié)構(gòu)研究、尤其是蛋白質(zhì)結(jié)晶帶來極大困難，因此，長期以來缺乏p7離子通道的三維結(jié)構(gòu)及其與小分子化合物結(jié)合的作用機(jī)理。

 

        在無法得到蛋白質(zhì)晶體的情況下，周界文研究員和歐陽波博士（文章第一作者）建立了一種基于核磁共振的方法，最終解析了此病毒通道的結(jié)構(gòu)。此通道結(jié)構(gòu)非常特異，形成花瓣形的六聚體結(jié)構(gòu) (圖1)，是目前使用核磁共振技術(shù)解析出的最大的離子通道結(jié)構(gòu)。由結(jié)構(gòu)帶來的啟發(fā)，周界文課題組與上海巴斯德所/上海生化與細(xì)胞所孫兵課題組合作，首次鑒定了金剛烷胺類化合物對p7的離子通道活性發(fā)揮抑制作用的結(jié)合位點(diǎn)，并通過一系列的功能測試，揭示了p7通道離子轉(zhuǎn)運(yùn)和藥物抑制的機(jī)理。

 

        通過對這些病毒離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)制方面的理解，科學(xué)家期望在不久的將來可以研制出新一代抗丙型肝炎病毒的治療手段。

 

        本課題研究組負(fù)責(zé)人周界文研究員，現(xiàn)為美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、中科院上海生化與細(xì)胞所/國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心·上海（籌）研究員。其課題組的研究專長是用生物物理方法測膜蛋白結(jié)構(gòu)與動態(tài)特性，理解它們的功能與機(jī)制，尤其在病毒蛋白質(zhì)研究方面具有很深厚的積累。在此之前，也是這個課題組首次解析了禽流感病毒離子通道的結(jié)構(gòu)與耐藥機(jī)制（成果發(fā)表在Nature，PNAS等頂尖學(xué)術(shù)刊物上）。