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国家实验室的科学家们设计了一种方法，用于以前所未有的方式详细绘制滑糖分子的灌木丛，从而帮助保护HIV免受免疫系统的侵害。

绘制这些防护罩可以使研究人员更全面地了解抗体为什么会对病毒上的某些斑点起反应，而对其他斑点不起作用，并且可以塑造针对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设计。

糖分子或“聚糖”是疏松的和有丝的，并起着屏蔽的作用，因为它们很难使抗体紧握并阻止进入蛋白质表面。盾牌形成在HIV和许多其他病毒(包括SARS-CoV-2，引起COVID-19的)的最外层刺突蛋白上，因为这些病毒已经在其刺突蛋白上进化出了通常在细胞中大量存在的聚糖分子的位点。自动附加。

这项研究的主要作者扎卡里·伯恩森说：“我们现在有一种方法可以捕获这些不断波动的聚糖屏蔽的完整结构，这种结构在很大程度上决定了抗体在何处可以与不结合诸如HIV的病毒结合。” D.，Scripps研究教授安德鲁·沃德(Andrew Ward)的结构生物学实验室的博士后研究助理。

使这些含糖分子对抗体具有抗性的波浪状柔韧性使研究人员无法使用传统的原子级成像来捕获它们。在这项发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究中，科学家们开发了一些技术，这些技术首次使这些难以捉摸的分子被详细地绘制在HIV尖峰蛋白的表面，称为“信封。”

斯克里普斯研究小组与洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家Gnana Gnanakaran博士的实验室合作，该实验室配备了高性能的计算资源，可为聚糖建模提供新的方法。

研究人员将称为冷冻电子显微镜(cryo-EM)的原子级成像方法与复杂的计算机建模和称为位点特异性质谱法的分子识别技术相结合。Cryo-EM依靠平均数以十万计的单个快照来创建清晰的图像，因此，像糖聚糖这样的高度灵活的分子即使完全出现也只会以模糊的形式出现。

但是，通过将cryo-EM与其他技术集成在一起，研究人员得以恢复这种丢失的聚糖信号，并将其用于在Env表面绘制易损部位。

“这是首次将cryo-EM与计算模型一起用于原子细节描述病毒屏蔽结构的研究，” Gnanakaran实验室的共同主要作者和博士后研究员Sirrupa Chakraborty博士说。在洛斯阿拉莫斯国家实验室。

新的组合方法极其详细地揭示了聚糖的结构和动力学性质，并帮助团队更好地理解了这些复杂的动力学如何影响在冷冻EM谱图中观察到的特征。从大量的信息中，研究小组观察到，各个聚糖不仅像人们曾经想过的那样，随机地在穗状蛋白的表面上摆动，而且还簇拥成簇和灌木丛。