卡波氏肉瘤疱疹病毒（KSHV/ HHV8）膜融合机制研究

Herpesviruses cause a number of diseases ranging from those that are fairly nonthreatening, such as oral and genital sores, to more serious conditions, such as cancer and encephalitis. Like other enveloped viruses, to enter a target cell, herpesviruses must fuse their lipid membrane –envelope – with the lipid membrane of the cell. But unlike most other enveloped viruses, which use one or two glycoproteins to effect entry, herpesviruses require at least three conserved glycoproteins(gB, gH, gL) plus, in some cases, an additional receptor-binding glycoprotein. The membrane fusion of herpesviruses is more complex than other enveloped viruses. In the process of membrane fusion , a complicated protein interaction occurs among viral glycoproteins and between viral glycoproteins and host receptors. But the mode of protein interaction remains unknown. In this project, we will try to resolve the crystal structure of gB, gH/L of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus and structure of gH/L and EphA2 complexes. and understand the mode of the interaction between gB and gH/L, gH/L and host receptor Ephrin type-A receptor 2 (EphA2). Based on the protein structures and cell experiment data, we will identify the function of KSHV gB, gH/L and explore the mechanism of KSHV membrane fusion.

疱疹病毒感染可能会导致小到口腔和生殖器疱疹，大到脑膜炎和肿瘤等各种类型的疾病。与其它囊膜病毒一样，疱疹病毒侵入细胞需要病毒膜与宿主细胞膜发生膜融合。因此，膜融合是囊膜病毒侵入宿主的关键步骤，疱疹病毒膜融合过程至少需要3个高度保守的糖蛋白（gB, gH, gL）的共同参与，然而这3个糖蛋白尤其是gH/L复合体在病毒膜融合过程中的功能目前还不清楚，病毒糖蛋白之间以及糖蛋白与宿主受体之间如何相互作用介导病毒的膜融合过程目前还没有阐明。本研究以卡波氏肉瘤疱疹病毒(KSHV)为模型，结合结构生物学、病毒学及细胞生物学的手段研究gB, gH, gL之间以及它们与宿主受体EphA2(Ephrin type-A receptor 2)之间的相互作用模式及结构特征。揭示gB, gH, gL在病毒膜融合过程中所起的作用，阐明KSHV乃至疱疹病毒家族膜融合机制，为抗病毒药物的研发提供分子靶标和结构依据。

疱疹病毒是一类具有囊膜包被的双链DNA病毒，目前已发现有100多种，分为α、β和γ三个亚科，其宿主广泛，感染可引起多种人类和动物疾病，甚至癌症等。探索病毒的入侵机制对了解病毒感染及疾病的预防是至关重要的。.猪伪狂犬病毒（PRV）与人单纯疱疹病毒（HSV）同属于α疱疹病毒，其入侵宿主细胞需要表面囊膜蛋白gD、gB、gH和gL的共同参与，其中gD负责识别受体，目前HSV gD与受体Nectin-1的作用机制已被解析。PRV感染可引起严重的猪流行病，病死率高达100%，是威胁养猪业的重要传染病之一。因而阐明PRV gD与受体Nectin-1的作用机制不仅可以扩展人们对α疱疹病毒膜融合过程的理解，重要的是为由PRV引起的猪传染病的预防提供帮助。本团队利用X射线晶体学方法，解析了PRV gD与受体Nectin-1复合物晶体结构，分析了PRV gD与Nectin-1相互作用机制，发现PRV gD采用与HSV gD相似的模式结合受体，另外通过比较PRV gD与猪Nectin-1和人Nectin-1的相互作用，发现PRV存在跨种传播感染人的风险。.卡波氏肉瘤病毒（KSHV）和EB病毒（EBV）均属于γ疱疹病毒，感染可引起多种人类癌症，与α疱疹病毒不同的是其病毒入侵不需要gD参与，而是靠gH/gL识别受体EphA2进而激活gB诱发膜融合，因而阐明gH/gL与EphA2的相互作用机理对了解γ疱疹病毒膜融合是至关重要的。本团队利用X射线晶体学方法解析了KSHV gH/gL/EphA2-LBD复合物和EBV gH/gL/EphA2-LBD复合物晶体结构，通过具体的相互作用分析，解释了KSHV gH/gL 与EphA2之间高亲和力的原因，虽然KSHV 和EBV gH、gL在一级序列上具有较低的同源性，但是二者的gH/gL具有相似的三维空间结构，并且均采用相似的受体结合模式，同时分析了γ疱疹病毒均可以利用EphA2或者Eph家族其他成员作为入侵受体的可能性，另外还提出了KSHV和EBV利用高亲和力受体和低亲和力受体感染模型，为抗病毒的药物的研发提供指导。