在HIV這個全球性健康課題中,Viral infectivity factor(簡稱Vif)是一個引人注目的配角。這種輔助蛋白在HIV和其他慢病毒中發揮著重要的角色,它的主要任務是干擾人類酶APOBEC的抗病毒活動。具體來說,Vif透過促進APOBEC3G(簡稱A3G)等酶的泛素化及細胞降解,從而使病毒得以在人體中繁殖。APOBEC是一種細胞胞苷脫氨酶,能夠使病毒核酸發生突變,導致病毒無法在下一宿主中生存。
在缺乏Vif的情況下,APOBEC3G會對病毒基因組進行超突變,導致其在下一宿主中“死於到達。”
HIV-1中的Vif(稱為Vif1)是一種23千道爾頓的蛋白,對病毒複製至關重要。它通過將APOBEC3G標記為蛋白酶體降解的對象,阻止其在從宿主細胞出芽時進入病毒體內。Vif1可與A3G及細胞中的Cullin5 E3泛素連接酶融合,並與CBFB共因子結合,從而將A3G標記進行降解。
Vif1現在被認為是一種磷酸化蛋白,並且這種磷酸化似乎是病毒感染性的重要要求。
最近的研究顯示,HIV-1 Vif的AKT介導的磷酸化在穩定性和APOBEC3G的降解方面也起著至關重要的作用,並進一步增強了HIV-1的傳染性。
與HIV-1相比,HIV-2的Vif(稱為Vif2)在氨基酸水平上僅有約30%的相似性。近期發現,Vif2使用不一樣的氨基酸殘基與A3G和A3F結合,而對A3D的抑制能力則完全缺乏。這顯示出HIV-2在進化過程中與HIV-1的不同適應策略。
Vif2在2021年發現能夠抑制A3B,而A3B對Vif缺失的HIV-2卻有輔助抑制作用。
自2000年代以來,研究人員開始尋求開發能夠通過抑制Vif來解除病毒的藥物。一項2018年的回顧報告中列出了17種可以通過Vif抑制來停止病毒複製的小分子藥物。這些藥物被分為幾個功能類別,包括Vif聚合體靶向和A3G-Vif靶向等。
一些藥物在實驗室條件下經過逐漸增加的劑量處理後,病毒顯示出一定的抗藥性。
2021年7月,中國國家藥品監督管理局為azvudine提供了條件性批准,這是一種聲稱能夠同時抑制HIV-1 Vif及作為核苷類逆轉錄酶抑制劑的藥物。
除了在人類免疫缺陷病毒中,Vif還發現在其他慢病毒中,例如猿免疫缺陷病毒(SIV)、貓免疫缺陷病毒(FIV)、Visna病毒和山羊關節腦炎病毒中。 mammalian APOBEC3酶正與這些病毒中的Vif展開進化上的“軍備競賽”,不斷演變和多樣化,以逃避失活的命運。
大多數Vif使用CBFB與CRL複合體作為共因子,但Visna-maedi病毒則用CYPA取而代之。
這段互動的現實讓我們對於病毒的演化與不斷變化的生物機制有了更深刻的了解。在抗擊HIV的過程中,科學家們怎樣能利用這些重要的機制來尋找有效的治療方法呢?