新的成像方法前所未有地揭示了艾滋病毒的糖盾

斯克里普斯研究公司和洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家們設計了一種方法，用于以前所未有的方式詳細繪制滑糖分子的灌木叢，從而幫助保護HIV免受免疫系統的侵害。

繪制這些防護罩可以使研究人員更全面地了解抗體為什么會對病毒上的某些斑點起反應，而對其他斑點不起作用，并且可以塑造針對艾滋病毒和其他病毒中最脆弱和最容易接近的部位的新疫苗的設計。

糖分子或“聚糖”是疏松的和有絲的，并起著屏蔽的作用，因為它們很難使抗體緊握并阻止進入蛋白質表面。盾牌形成在HIV和許多其他病毒(包括SARS-CoV-2，引起COVID-19的)的最外層刺突蛋白上，因為這些病毒已經在其刺突蛋白上進化出了通常在細胞中大量存在的聚糖分子的位點。自動附加。

這項研究的主要作者扎卡里·伯恩森說：“我們現在有一種方法可以捕獲這些不斷波動的聚糖屏蔽的完整結構，這種結構在很大程度上決定了抗體在何處可以與不結合諸如HIV的病毒結合。” D.，Scripps研究教授安德魯·沃德(Andrew Ward)的結構生物學實驗室的博士后研究助理。

使這些含糖分子對抗體具有抗性的波浪狀柔韌性使研究人員無法使用傳統的原子級成像來捕獲它們。在這項發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究中，科學家們開發了一些技術，這些技術首次使這些難以捉摸的分子被詳細地繪制在HIV尖峰蛋白的表面，稱為“信封。”

斯克里普斯研究小組與洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家Gnana Gnanakaran博士的實驗室合作，該實驗室配備了高性能的計算資源，可為聚糖建模提供新的方法。

研究人員將稱為冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)的原子級成像方法與復雜的計算機建模和稱為位點特異性質譜法的分子識別技術相結合。Cryo-EM依靠平均數以十萬計的單個快照來創建清晰的圖像，因此，像糖聚糖這樣的高度靈活的分子即使完全出現也只會以模糊的形式出現。

但是，通過將cryo-EM與其他技術集成在一起，研究人員得以恢復這種丟失的聚糖信號，并將其用于在Env表面繪制易損部位。

“這是首次將cryo-EM與計算模型一起用于原子細節描述病毒屏蔽結構的研究，” Gnanakaran實驗室的共同主要作者和博士后研究員Sirrupa Chakraborty博士說。在洛斯阿拉莫斯國家實驗室。

新的組合方法極其詳細地揭示了聚糖的結構和動力學性質，并幫助團隊更好地理解了這些復雜的動力學如何影響在冷凍EM譜圖中觀察到的特征。從大量的信息中，研究小組觀察到，各個聚糖不僅像人們曾經想過的那樣，隨機地在穗狀蛋白的表面上擺動，而且還簇擁成簇和灌木叢。