Исследователи раскрыли механизм, лежащий в основе важного этапа жизненного цикла ВИЧ.
Они установили, что загадочный «спейсерный пептид 2», один из компонентов вируса, играет ключевую роль в превращении незрелых частиц HIV-1 (ВИЧ-1) в инфекционные частицы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
Частицы ВИЧ-1 высвобождаются из инфицированных клеток в незрелой, неинфекционной форме. Основным строительным материалом для вирусной частицы является около 2 000 копий длинного, стержнеобразного белка под названием Gag. Чтобы стать инфекционным ВИЧ должен пройти процесс созревания. В этом процессе участвует протеаза ВИЧ-1 (вирусный фермент), которая расщепляет Gag на шесть более мелких белков, включая капсидный белок и матричный белок. Это вызывает огромную структурную перестройку компонентов вируса.
В течение многих лет ученые изучали структурные изменения капсида вируса, в котором заключен геном. В отличие от этого, о матриксе вируса - внешней белковой оболочке, расположенной непосредственно под липидной мембраной, которая обволакивает вирус, - известно гораздо меньше. Исследователи под руководством Джона Бриггса, директора и структурного биолога Института биохимии Макса Планка (Генмания), выяснили, как матричный белок перестраивается во время созревания инфекционной частицы.
Они использовали новейшие криоэлектронные микроскопы для получения изображений вирусных частиц, а затем с помощью вычислительного анализа изображений построили очень подробные 3D-модели вирусных белков. Неожиданно они обнаружили, что перестройка матрикса запускается «спейсерным пептидом 2», который прилипает к матриксу и заставляет его по-другому упаковываться. Спейсерный пептид 2 - один из шести компонентов, образующихся при разрезании Gag, но до сих пор его функция была неизвестна. Связывание спейсерного пептида 2 с матричным белком позволяет вирусу быстрее соединяться с клетками-мишенями.
Бриггс объясняет: «В нашей лаборатории мы получили первые структурные данные о матриксе в 2021 году, но мы не знали, что заставляет его перестраиваться при созревании вируса. В новом исследовании мы получили гораздо более подробные 3D-изображения матричного слоя, что стало ключом к пониманию происходящего. До сих пор функция спейсерного пептида 2 была неизвестна. Благодаря криоэлектронной микроскопии высокого разрешения мы увидели, что этот пептид после своего высвобождения связывается непосредственно с матричными белками и соединяет белки вместе в зрелом вирусе. В зрелой форме матрикс вируса имеет карман. Мы знали, что там что-то связывается, но думали, что это липид из мембраны. Теперь мы видим, что это спейсерный пептид 2. Мы задаемся вопросом, может ли этот карман в будущем стать мишенью для лекарственных молекул».
«ВИЧ-1, вероятно, самый изученный вирус, но все еще есть важные этапы его репликации, которые мы пока не понимаем», - заключает Бриггс.
