神秘的Vif蛋白:它如何助长HIV的传播与进化?

在HIV这个全球性健康课题中,Viral infectivity factor(简称Vif)是一个引人注目的配角。这种辅助蛋白在HIV和其他慢病毒中发挥着重要的角色,它的主要任务是干扰人类酶APOBEC的抗病毒活动。具体来说,Vif透过促进APOBEC3G(简称A3G)等酶的泛素化及细胞降解,从而使病毒得以在人体中繁殖。 APOBEC是一种细胞胞苷脱氨酶,能够使病毒核酸发生突变,导致病毒无法在下一宿主中生存。

在缺乏Vif的情况下,APOBEC3G会对病毒基因组进行超突变,导致其在下一宿主中“死于到达。”

Vif的机制

HIV-1中的Vif

HIV-1中的Vif(称为Vif1)是一种23千道尔顿的蛋白,对病毒复制至关重要。它通过将APOBEC3G标记为蛋白酶体降解的对象,阻止其在从宿主细胞出芽时进入病毒体内。 Vif1可与A3G及细胞中的Cullin5 E3泛素连接酶融合,并与CBFB共因子结合,从而将A3G标记进行降解。

Vif1现在被认为是一种磷酸化蛋白,并且这种磷酸化似乎是病毒感染性的重要要求。

最近的研究显示,HIV-1 Vif的AKT介导的磷酸化在稳定性和APOBEC3G的降解方面也起着至关重要的作用,并进一步增强了HIV-1的传染性。

HIV-2中的Vif

与HIV-1相比,HIV-2的Vif(称为Vif2)在氨基酸水平上仅有约30%的相似性。近期发现,Vif2使用不一样的氨基酸残基与A3G和A3F结合,而对A3D的抑制能力则完全缺乏。这显示出HIV-2在进化过程中与HIV-1的不同适应策略。

Vif2在2021年发现能够抑制A3B,而A3B对Vif缺失的HIV-2却有辅助抑制作用。

Vif作为药物靶点

自2000年代以来,研究人员开始寻求开发能够通过抑制Vif来解除病毒的药物。一项2018年的回顾报告中列出了17种可以通过Vif抑制来停止病毒复制的小分子药物。这些药物被分为几个功能类别,包括Vif聚合体靶向和A3G-Vif靶向等。

一些药物在实验室条件下经过逐渐增加的剂量处理后,病毒显示出一定的抗药性。

2021年7月,中国国家药品监督管理局为azvudine提供了条件性批准,这是一种声称能够同时抑制HIV-1 Vif及作为核苷类逆转录酶抑制剂的药物。

在其他物种中的Vif

除了在人类免疫缺陷病毒中,Vif还发现在其他慢病毒中,例如猿免疫缺陷病毒(SIV)、猫免疫缺陷病毒(FIV)、Visna病毒和山羊关节脑炎病毒中。 mammalian APOBEC3酶正与这些病毒中的Vif展开进化上的“军备竞赛”,不断演变和多样化,以逃避失活的命运。

大多数Vif使用CBFB与CRL复合体作为共因子,但Visna-maedi病毒则用CYPA取而代之。

这段互动的现实让我们对于病毒的演化与不断变化的生物机制有了更深刻的了解。在抗击HIV的过程中,科学家们怎样能利用这些重要的机制来寻找有效的治疗方法呢?

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