艾滋病毒HIV-1的CD4非依赖（CD4-independent）感染机制的冷冻电镜研究

HIV病毒除了通过CD4依赖的gp120-CD4-CCR5（或CXCR4）的膜融合机制感染T淋巴细胞和M巨噬细胞外，也可以通过CD4非依赖的方式感染神经细胞、阴道细胞和结肠细胞等不表达CD4的靶细胞并导致严重的病理特征。目前，对于HIV CD4依赖的感染机制的研究已经相当深入，其涉及的大部分重要蛋白都有较高分辨率的三维结构可供参考。但对于HIV的CD4非依赖的感染机制，虽然有研究证明HIV可以使用半乳糖苷神经酰胺（GalCer）作为受体进入细胞，但对其三维分子模型的研究却几乎为零。本项目将从冷冻电镜（Cryo-EM）解析GalCer引起HIV包膜蛋白（ENV）空间构型变化的高精度三维结构入手，构建HIV通过GalCer感染靶细胞的三维分子模型，解析HIV的CD4非依赖感染机制，从而深入、全面了解HIV对靶细胞的感染方式，并为有针对性地设计HIV-1进入抑制剂或疫苗提供结构基础。

本项目旨在研究HIV 的CD4-independent感染机制。我们通过大量制备以半乳糖苷神经酰胺（Galcer）为受体进入宿主细胞的HIV假病毒L2，并收集其三维电镜数据，得到HIV的ENV在感染宿主细胞之前的结构状态；并将L2颗粒与Galcer分子相互结合，得到L2 的ENV与Galcer结合后结构发生变化的三维数据，从而分析HIV CD4-independent的感染机制。然而，由于Galcer的极度疏水特性，使得我们始终无法将Galcer置于溶液状态与HIV ENV相结合。因此我们尝试改用Monolayer purification的方法将Galcer分子置于脂膜环境中，使Galcer在脂环境中呈现正确的分子构象并与HIV ENV蛋白结合，通过单颗粒分析技术解析HIV ENV与Galcer结合后发生的结构变化。数据目前正在处理之中。