1. Author
Ian A. Wilson致力于研究微生物病原體的免疫識別，主要目標是利用結構解析技術，解析抗體、可變淋巴細胞直腸（VLRs）和抗原、細胞系統(tǒng)中與MHC I類和II類的T細胞受體復合物。以及通過模式識別受體，如TLRs，了解免疫系統(tǒng)對外來抗原的相互作用和中和作用，在先天免疫系統(tǒng)中。除此之外，Ian A. Wilson的工作還集中在HIV-1和流感病毒上。他們確定了幾乎所有罕見的、廣泛中和的抗HIV-1包膜蛋白gp120和gp41抗體的結構，以闡明可用于HIV-1疫苗設計的脆弱位點。他們已經(jīng)在所有第1組流感亞型中定義了一個廣泛中和的表位，并正在研究識別第2組以及跨所有亞型的其他抗體。
2. Background
人類副流感病毒導致全世界大多數(shù)兒童哮吼、細支氣管炎和肺炎病例。 有包膜病毒必須將膜與靶細胞膜融合才能啟動感染。在體內，病毒通過進化獲得一定特征來適應生存。 副流感病毒的感染是通過受體結合分子（血凝素-神經(jīng)氨酸酶 [HN]）和融合蛋白 (F) 之間的特異性相互作用來確定的。 在這里，實驗團隊確定了 HN 二聚體界面的特定結構特征，這些特征調節(jié) HN-F 相互作用/融合并影響感染。
3. Methods
1. 人呼吸道上皮細胞的培養(yǎng)
2. 病毒基因組分析
3. HN與F蛋白的瞬轉
4. BiFC
5. 免疫沉淀IP
6. 動物感染與病毒滴度測定
7. 重組HN蛋白的克隆表達純化
8. HN蛋白的結晶與結構解析
4. Results
HN中的突變Q559R降低了HN-F相互作用。具有兩種突變（Q552,R559）的 HN 和僅具有 R559 的 HN 激活 F 的效率本質上低于具有 HN-Q552 的親本。HNQ552而非HN-H552有效地與HNQ552/R559競爭與F的相互作用。Q552/R559 降低 HN-HN 二聚體互作。與 HNQ552 相比，HNQ552/R559 和 HNR559 的同源寡聚化減少（同源寡聚化程度降低，進而二聚體中一個單體可以與F蛋白結合，抑制F蛋白使其處于Prefusion狀態(tài)）。殘基 Q552 和 R559 的引入引起顯著的局部構象變化，但不會引起整體二聚體排列。在 HNQ552/R559 結構中，兩個 Arg559 殘基彼此遠離，平行于二聚體界面，這可能反映了空腔內這兩個帶正電的殘基之間的電荷排斥。HPIV3-HNQ552/R559/FD396 中的 HN Q559R 和 F G396D 突變與含有 HNQ552 的親本病毒相比，具有增強的體內適應性。
5. Discussion
作者：Rui Xu
通訊作者：Ian A. Wilson
單位：Department of Integrative Structural and Computational Biology, TheScripps Research Institute, La Jolla, California, USA
年份：2013.10.22
期刊：ASM Journal-mBio
科學問題 ：體內外HPIV3的結構變化
結論：HPIV3在肺內的感染和生長過程中形成了一個正向選擇的過程——宿主細胞結合的能力和融合激活的能力達到適當?shù)钠胶狻N二聚體界面處突變增強了病毒感染肺能力。該突變改變了二聚體界面并削弱了 HN 二聚體。HN 啟動了膜融合，然后維持 F介導病毒進入。之前有人報道：F可以單獨介導融合，或者“無頭”HN 可能足以介導 F 激活。 然而，這項工作表明，HN 球狀頭部中特定殘基的功能對于宿主感染至關重要。用攜帶 HN-Q552（一種具有高受體親合力和活性 F 觸發(fā)能力的 HN）的病毒感染天然宿主組織是無效的。為了在肺部實現(xiàn)最佳生長，我們建議使用病毒處于優(yōu)勢選擇狀態(tài)。
不同 HN 分子（HN-Q552 和 HN-Q552/R559）的比較表明，Q559R 突變降低了 HN-HN 二聚體相互作用。H552和Q559殘基位于HN二聚體界面處，雖然相對于HN-H552，H552Q突變賦予受體更高的親合力并增加F觸發(fā)，但R559引入HN蛋白具有相反的效果。 將R559引入HN-Q552后降低了HN對受體的親合力及其激活F蛋白的能力。? R559的引入使得病毒在棉鼠中具有高度傳染性。實驗團隊推測肺組織中受體的密度可能是影響HPIV3-HN-Q552病毒在棉鼠體內無法存在的因素之一——HNQ552能有效激活 F，會促進與肺中含唾液酸部分的過度結合，并促進釋放的病毒粒子和非感染性顆粒產生中 F 的過早激活，一旦 F 在遠離目標的地方被激活，病毒就不再具有活力。HPIV3-HNQ552/R559? FD396攜帶對受體親和力較低且 F 激活效率較低的 HN，并且在體內具有感染性。
