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中科院微生物所高福院士团队在D型流感病毒入侵机制方面取得进展

2018-07-27 来源:中国病毒学论坛  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:新发现的D型流感病毒与C型流感病毒最为相似,但不能与C型流感病毒发生重组。目前已在北美、欧洲、中国等多个国家和地区检测到此新型流感病毒,牛被认为是主要宿主。

 流感病毒是重要的病原体之一,不仅严重威胁人类健康,而且给畜牧业生产造成重大损失。之前流感病毒一直分为A,B和C三个类型,从2011年起科学家陆续在猪和牛体内分离到新的流感病毒,由于此新病毒与A、B、C型流感病毒差异很大,被定义为新的D型流感病毒。

 
新发现的D型流感病毒与C型流感病毒最为相似,但不能与C型流感病毒发生重组。目前已在北美、欧洲、中国等多个国家和地区检测到此新型流感病毒,牛被认为是主要宿主。D型流感病毒比C型流感病毒存在更广谱的细胞嗜性,能够感染牛、猪、雪貂和豚鼠并通过接触传播感染其它动物,有报道称在小反刍动物如绵羊和山羊等也存在针对D型流感病毒的特异性抗体。
 
因此,D型流感病毒的入侵分子机制成为世界科学家所关注的焦点,中国科学院微生物所高福院士研究团队在该研究中取得重大进展,相关研究成果已于2016年1月27日在线发表在病毒学领域国际著名杂志《PLoSPathogens》上。
 
研究人员利用结构生物学手段及功能实验研究了D型流感病毒表面唯一的糖蛋白HEF,通过糖点阵芯片实验证明了D型流感病毒能结合9-O乙酰唾液酸受体及其多种衍生物。随后,研究人员解析了D型流感病毒HEF蛋白及其与不同受体类似物的复合物结构,他们发现D型流感病毒HEF的受体结合位点的230-helix和270-loop存在一个开放的通道,而在C型流感病毒HEF相同的位置,230-helix的K235和270-loop的D269形成盐桥相互作用,将270-loop拉高与230-helix相连,关闭了通道(图1)。D型流感病毒HEF蛋白受体结合位点的开放通道使得D型流感病毒能够容纳不同的糖环构象,从而结合9-O乙酰唾液酸受体及其不同衍生物,为其广泛的细胞嗜性提供了结构基础。组织免疫荧光实验表明D型流感病毒HEF能结合人、猪和牛的气管纤毛上皮细胞。考虑到D型流感病毒不仅能够导致牛和猪发病,而且能够在雪貂和豚鼠中传播,必须警惕和防范其对公共安全的威胁。
 
中国科学院微生物所高福院士课题组的博士宋豪为文章的第一作者,高福院士为通讯作者。研究得到国家科技部973项目、自然科学基金委项目和中科院项目等资助。
 
AnOpenReceptor-BindingCavityofHemagglutinin-Esterase-FusionGlycoproteinfromNewly-IdentifiedInfluenzaDVirus:BasisforItsBroadCellTropism
 
Abstract
 
Influenzavirusescauseseasonalflueachyearandpandemicsorepidemicsporadically,posingamajorthreattopublichealth.Recently,anewinfluenzaDvirus(IDV)wasisolatedfrompigsandcattle.Here,werevealthattheIDVutilizes9-O-acetylatedsialicacidsasitsreceptorforvirusentry.Then,wedeterminedthecrystalstructuresofhemagglutinin-esterase-fusionglycoprotein(HEF)ofIDVbothinitsfreeformandincomplexwiththereceptorandenzymaticsubstrateanalogs.TheIDVHEFshowsanextremelysimilarstructuralfoldasthehuman-infectinginfluenzaCvirus(ICV)HEF.However,IDVHEFhasanopenreceptor-bindingcavitytoaccommodatediverseextendedglycanmoieties.ThisstructuraldifferenceprovidesanexplanationforthephenomenonthattheIDVhasabroadcelltropism.AsIDVHEFisstructurallyandfunctionallysimilartoICVHEF,ourfindingshighlightthepotentialthreatofthevirustopublichealth.
 
AuthorSummary
 
OftheOrthomyxoviridaefamilyofviruses,influenzaA,BandCvirusesallcancausediseaseinhumans.Recently,anovelinfluenzaDvirus(IDV)withapproximately50%aminoacididentitytohumaninfluenzaCvirus(ICV)isfoundinpigsandcattle.Thisnovelviruscanestablishinfectioninothermammalsincludingferretsandguineapigs.However,thecellularreceptorforviralentryandthemolecularmechanismforitsbroadhostrangeisunclear.Weperformedcombinedstructuralandfunctionalstudiesontheviralsurfaceprotein,hemagglutinin-esterase-fusion(HEF),anddemonstratedthatIDV(likeICV)uses9-O-acetylatedsialicacidasitsreceptor,buttheIDVHEFhasanopenreceptor-bindingcavitytoaccommodatediverseextendedglycanmoieties.Ourfindingsrevealinexquisitedetailhowthereceptorsorsubstratesbindtothereceptor-bindingsiteoresteraseactivesite,providingaclueforthedevelopmentofnoveltherapeuticsagainsttheconservedesterasepocket.Furthermore,theIDVHEFcanbindhumantracheaepithelia,indicatingthattheIDVvirusmaybecomeapotentialthreattopublichealth.
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