ВИЧ/СПИД: 30 лет за 30 недель - 1998
Sep. 1st, 2011 10:52 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
shvarz
Сегодняшний выпуск посвящен открытию, которое одновременно было помещено на обложку двух самых престижных научных журналов - Science и Nature (такое случается нечасто).У ВИЧ единственный вирусный белок, который виден иммунной системе на поверхности вириона - это белок оболочки. Поэтому первые попытки сделать вакцину были нацелены именно на него. Но введение этого белка людям и подопытным животным не вызывало нужного иммунного ответа - вырабатывшиеся в ответ на него антитела не нейтрализовали вирус и первое большое клиническое испытание показало, что они не предотвращали инфекцию. Почему это так, стало понятно после работ в лаборатории Джо Содроски. Там пытались получить кристаллы белка оболочки, которые позволили бы узнать его структуру. Пытались долго и упорно, но кристаллы не образовывались. Дело в том, что для образования кристалла требуется более-менее стабильная форма белка, которая может повторяться в кристаллической матрице в одинаковой конфигурации. Про белок оболочки ВИЧ было известно, что во-первых, он весь обвешан олигосахарами, которые не имеют стабильной структуры, а во-вторых, имеет вариабельные участки, которые тоже очень нестабильны и не сворачиваются в стандартные альфа-спирали и бета-складки. Отсюда и проблемы с кристаллизацией.
Питер Квонг, студент в лаборатории Джозефа Содроски, наделал целую кучу вариантов белка оболочки ВИЧ, из которых он (во многом наугад) вырезал разные вариабельные куски и места крепления олигосахаров и после этого пытался получить кристаллы этих измененных белков. Конечно, такие изменения в последовательности белка могли изменить и его структуру, поэтому все варианты проверялись на функциональность - способность связываться с рецептором, с которым обычно связывается ВИЧ, и на распознование ВИЧ-специфичными антителами. Если структура белка менялась очень сильно, то он переставал связываться с рецептором и/или распозноваться антителами. Такие варианты сразу отбрасывались. И в итоге Питеру удалось получить кристаллы, да не просто белка оболочки, а в комплексе с рецептором и с антителом.
Полученная структура многое объяснила в свойствах белка оболочки. Было уже известно, что он является тримером, но в структуре стало видно, что все неизменные его части спрятаны глубоко в середине комплекса. Когда мономерный белок использовался в качестве вакцины, антитела, выработанные к этим неизменным частям, оказывались бесполезны, потому что в тримере на поверхности вируса эти части были спрятаны. Снаружи оставались лишь изменчивые петли, вырабатывать антитела к которым было бесполезно, потому что они не были важны для функции белка и вирус мог легко их изменять. Более того, множественные олигосахара оказались стратегически расположены на поверхности белка так, что предотвращали доступ к нему антител. Но как же связывание с рецептором? Ведь этот район функционально очень важен для вируса и должен располагаться на поверхности. На структуре было видно, что этот район построен в виде глубокой впадины в поверхности белка, которая часто меняет форму и лишь иногда приоткрывается для связывания с рецептором. После начального слабого связывания с рецептором, белок меняет форму на ту, которая позволяет более прочное связывание (так называемый induced fit). И уже эта форма способна распознать дополнительный ко-рецептор, который и используется вирусом для попадания в клетку. Постоянно меняющаяся конформация белка тоже служит защитой от антител, которые довольно специфчны в распознавании антигенов.Так что эта структура, хотя она и не была полной структурой белка оболочки, многое объясняла в свойствах вируса и в том, почему первые попытки разработать вакцину были неудачными. И, конечно, давала надежду на то, что это знание позволит разработать эффективную вакцину. Как это водится, задача оказалась сложнее, чем ожидалось и реальную пользу в разработке вакцины эта структура начинает приносить лишь сейчас, тринадцать лет спустя. Питер Квонг вырос из студента в профессора и сейчас делает удивительные по красоте и смелости работы, в которых он манипулирует и перестраивает белок оболочки ВИЧ так, как ему угодно. Это позволило, например, ему с товарищами в прошлом году создать "приманку" на которую они выловили из некоторых ВИЧ пациентов нейтрализующие антитела очень широкого спектра действия.
А вот структуру полного немодифицированного белка оболочки с тех пор так получить и не удалось.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2011-09-02 08:24 am (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 10:51 am (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 12:02 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 01:03 pm (UTC)Какие места трудно читаются? Я поправлю.
no subject
Date: 2011-09-02 01:57 pm (UTC)Уже удалось:
3TIH Crystal structure of unliganded HIV-1 clade C ZM109F.PB4 gp120 core
3TGQ Cyrstal structure of unliganded HIV-1 YU2 gp120 core
3TGR Cyrstal structure of unliganded HIV-1 clade C1086 gp120 core
3TGT Cyrstal structure of unliganded HIV-1 clade A/E93TH057 gp120 core
3M4K Structure of an unliganded YU2 HIV-1 gp120
3M4L Structure of an unliganded Clade C HIV-1 gp120
3M4M Structure of an unliganded Clade E HIV-1 gp120
Внесены в PDB две недели назад, будут доступны через несколько месяцев.
Но, кроме этого, есть еще две структуры почти "полного" gp120:
http://dx.doi.org/10.2210/pdb3lqa/pdb - http://dx.doi.org/10.1038/nsmb.1796
http://dx.doi.org/10.2210/pdb3se9/pdb - статья еще не опубликована
Структура gp41 известна давно.
no subject
Date: 2011-09-02 02:02 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 02:32 pm (UTC)Все новые структуры - Питера Квонга. Я пока не знаю, видят ли они V3 на этих структурах.
no subject
Date: 2011-09-02 02:38 pm (UTC)Может скромничает (что на него не похоже), а может все не так уж хорошо, как кажется.
Из статьи 2005 года: Truncations of the N-terminus, C-terminus,
and substitution of the tripeptide GAG for the V1/V2 region were identical to those previously described.
То есть V3 они добавили, но остальные модификации остались.
no subject
Date: 2011-09-02 02:55 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 02:57 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 03:09 pm (UTC)Или я чего не понимаю?
no subject
Date: 2011-09-02 03:09 pm (UTC)Но если не хватает только терминалов, это не страшно, а если нет V-доменов, это хуже.
no subject
Date: 2011-09-02 03:11 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 03:17 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 03:19 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 06:20 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 06:24 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 09:17 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-02 11:37 pm (UTC)вэй-вэй, куда только смотрят ЯМРщики... А в чём там сложность? Трансмембранные домены или ещё там чего?
no subject
Date: 2011-09-03 01:56 am (UTC)no subject
Date: 2011-09-03 06:18 am (UTC)no subject
Date: 2011-09-03 05:57 pm (UTC)no subject
Date: 2011-09-03 06:02 pm (UTC)Наука организована не эффективно
Date: 2012-01-20 07:54 am (UTC)Re: Наука организована не эффективно
Date: 2012-01-20 10:10 am (UTC)Один достоверно ушёл в нирвану, один достоверно спасён на небо.
И это - все результаты за более, чем 2000 лет?
Пепел невинно усопших стучит в наши сердца! ;)
А если серьёзно - что Вы хотели от науки? Она оперирует знаниями, каждое из которых - результат неочевидного выбора между громадной палитрой возможностей.
Ньютон, пока додумался до своих простейших законов механики, говорят, полгода перед женой не мог супружеский долг исполнить - настолько в механику погрузился.
А биохимия - это вообще миллиарды и триллионы возможных комбинаций простейших сущностей. Миллионы человеко-часов просто меркнут перед этим спектром возможного.