核磁共振发现HIV疫苗靶点为α螺旋

2022-08-11 19:48:33, Bruker 布鲁克（北京）科技有限公司BioSpin

近期的一项研究使用核磁共振（NMR）技术来测定HIV疫苗抗体的一种已知靶向肽的三维结构。该研究报告揭示了一种动态α螺旋结构，并指出该结构可能是HIV疫苗发挥效力的基础。

虽然抗逆转录病毒疗法的最新进展促使HIV感染者的寿命得到显著延长，但通过疫苗接种来消除病毒传播，仍然是一种更振奋人心的潜在解决方案。迄今为止，在第3阶段试验中，唯一被证明有效的HIV疫苗是RV144，该疫苗采用“异源初免-加强”策略，在接种一年后可达到60%的效力。

该研究报告的主要作者——纽约大学的Mohammed Aiyegbo博士及其同事于2017年1月20日，在《公共科学图书馆·综合》（PLoS One）杂志上发表了题为《与HIV疫苗相关保护相关的人类抗体靶向肽呈动态α螺旋结构》的论文。在该论文中，作者试图测定在HIV疫苗RV144接种期间产生的抗体的靶向肽的结构特征。

该肽包含23个氨基酸，其序列与HIV MN株第二可变（V2）环中的一个片段相同。RV144的第3阶段研究发现，HIV感染风险降低，与抗体对该肽的滴度较高有关。

为更好地了解该靶向肽在RV144保护效力中的作用，作者使用布鲁克AVANCE II波谱仪进行了核磁共振检测，以测定该肽的三维结构。通过采用蛋白质从头折叠算法，作者得以确定该肽的一系列在能量上有利的构象。

在基于核磁共振数据，对该算法加以进一步限制之后，作者发现，该肽在溶液中呈现扭曲、灵活的α螺旋结构。在对照实验中，作者对该HIV序列中的另一个片段应用了一组核磁共振限制，导致该α螺旋消失，这一点增强了前述观察结果的可靠性。

在进一步研究中，研究人员需要确定其他HIV循环株的V2区（氨基酸165-181）是否存在类似的结构构象。事实上，他们发现测试的所有菌株都采用螺旋结构，并且大多数形成灵活的α螺旋。作者指出：“有意思的是，SIVmac251株的等效片段与MN株非常相似——SIVmac251株经常被用于针对HIV感染的临床前动物模型研究。”

为证实这些结果，作者使用之前发布的晶体学数据，创建了V2变体的5810个同源模型，并发现几乎所有（>95%）的变体都倾向于形成α螺旋构象。作者还发现，该HIV序列片段中的保守氨基酸聚集在所观察到的α螺旋的一侧。

作者总结道：“这一发现为‘MN特异性RV144疫苗诱导保护相关抗体的靶向表位在循环HIV株中保持保守’这一假设提供了结构基础。”作者认为，α螺旋结构可能与RV144疫苗的保护效力相关，并且这一点可能有助于设计更有效的HIV疫苗。

参考文献：

Aiyegbo, Mohammed S., Evgeny Shmelkov, Lorenzo Dominguez, Michael Goger, Shibani Battacharya, Allan C. Decamp, Peter B. Gilbert, Phillip W. Berman, and Timothy Cardozo. “Peptide Targeted by Human Antibodies Associated with HIV Vaccine-Associated Protection Assumes a Dynamic Î±-Helical Structure.” Plos One 12.1 (2017)
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