科學家找到阻止兒童感染呼吸道病毒的新途徑
抗病毒肽(AVP)由3個螺旋(綠色)組成,它們鎖定在病毒的融合蛋白(橙色)周圍,防止病毒進入細胞。蓋爾曼實驗室在多肽(紫色)中加入了獨特的β氨基酸,這種方式不會干擾這種關鍵的互動,並使多肽更加穩定。通過設計能夠防止人類副流感病毒附著在細胞上的一小塊蛋白質或肽,研究人員改進了囓齒動物模型中的一種方法,旨在幫助保持兒童健康。
人類副流感病毒,或稱HPIVs,是兒童呼吸道感染的主要原因,30%至40%的疾病(例如雞冠病和肺炎)都是由這種病毒引起的。這些病毒還會對老年人和免疫系統受損的人產生影響。
為了讓人生病,HPIVs 必須抓住細胞並註入其遺傳物質,以開始製造新的病毒。HPIV3 是這些病毒中最普遍的一種。目前還沒有針對HPIV3 感染的獲批疫苗或抗病毒藥物。
在威斯康星大學麥迪遜分校化學系Sam Gellman 實驗室和哥倫比亞大學Anne Moscona 和Matteo Porotto 實驗室領導的一項研究中,研究人員在多年的肽治療工作的基礎上,產生了一種能夠阻斷HPIV3 附著過程的肽。
為了進入宿主細胞,HPIVs 使用專門的融合蛋白,類似於3 個並排的螺旋。Moscona-Porotto 實驗室的早期工作表明,科學家們可以從HPIV3 中提取這種螺旋蛋白的一部分,將這種肽引入病毒,並阻止螺旋驅動感染過程。該肽本身就是一個螺旋,基本上與病毒的螺旋拉上了拉鍊,形成了一個由六個螺旋形狀組成的緊密束。
研究小組首先試圖設計原始肽,使其對體內的蛋白質消化酶具有更強的抵抗力,這些酶可以輕易地粉碎蛋白質並使其失去作用。因此,蓋爾曼實驗室轉向了不尋常的構建模塊,以創造一種更堅固的肽。
細胞由α氨基酸構建蛋白質。但化學家可以創造出β氨基酸,它們類似但有一個額外的碳原子。當肽使用這些β氨基酸構件時,由於多了一個原子,它們通常會採取不同的形狀。這可以幫助多肽躲避蛋白質消化酶,並存活更長時間。