Vif與APOBEC的博弈:為何病毒的生存依賴這場微妙的戰爭?

當談及HIV及其生存策略時,我們必須聚焦於其關鍵蛋白質——病毒感染因子(Vif)。Vif在HIV及其他慢病毒中扮演著重要角色,其主要功能在於抵擋人類的抗病毒反應,特別是針對一種名為APOBEC3G的酶的攻擊。透過鑲嵌於其結構中的細微變化,這場病毒與宿主之間的掙扎揭示了微觀戰爭的精妙。

Vif的存在使得HIV能夠有效地逃避宿主的天然免疫系統。

Vif的運作機制

HIV-1的Vif1是一種重達23千道爾頓的蛋白質,對病毒的複製至關重要。其通過將APOBEC3G標記為需要降解的目標,從而阻止該酶進入即將形成的病毒顆粒中。具體來說,Vif1會與APOBEC3G以及細胞中的Cullin5 E3 ubiquitin ligase結合,從而劫持此酶促進的降解路徑。

如果沒有Vif1的干擾,APOBEC3G會對病毒基因組造成過度突變,使病毒基本上在進入新宿主之前就宣告死亡。因此,APOBEC3G被視為一種強大的宿主防禦機制,而HIV-1卻透過獲取Vif來成功克服這一障礙。

Vif1顯示出其能抑制多種APOBEC亞型,包括A3C、A3D、A3F和A3H等。

HIV-2的Vif

與HIV-1相較,HIV-2的Vif2在氨基酸層面的同源性僅約30%,這是由於兩種病毒源自不同的進化路徑。2014年的研究顯示,Vif2在與APOBEC3G和APOBEC3F結合時使用了與Vif1截然不同的氨基酸殘基。令研究人員驚訝的是,Vif2無法抑制A3D,而在2021年發現它能有效抑制A3B,這是HIV-1所不具備的功能。

研究顯示,APOBEC3B被認為對癌細胞的突變有直接影響,這為抗癌療法的開發開啟了新思路。

抗病毒藥物的研究

隨著對Vif的深入了解,科學家們開始尋求開發針對Vif的抗病毒藥物。自2000年代以來,已有多達17種小分子被確認可以通過抑制Vif來阻止病毒複製。這些藥物主要分成幾類,其中包括針對Vif多聚化、A3G-Vif相互作用的藥物等。

在2021年,中國藥品監督管理局批准了azvudine,這款藥物不僅被認為是雙靶向的逆轉錄酶抑制劑,也宣稱能作為HIV-1 Vif的抑制劑,但在實驗中,病毒還是可能對此類藥物產生耐藥性。

在其他物種中的Vif

除了HIV,Vif已在其他慢病毒中被發現,如猿免疫缺陷病毒(SIV)、貓免疫缺陷病毒(FIV)、Visna病毒以及山羊關節炎腦炎病毒等。這些病毒的Vif與宿主的APOBEC3酶之間存在著持續的“軍備競賽”,雙方不斷進化以適應對方的變化。

大多數Vif通常會與CBFB和CRL複合物共同工作,但Visna病毒則另有其道。

Vif與APOBEC的對抗展現了病毒與宿主之間永恆的戰鬥,而隨著我們對這場鬥爭的理解不斷加深,我們或許能更有效地對抗病毒的侵擾。面對這場微小卻劇烈的戰爭,未來的研究能否讓我們找到突破口,以更長久地保護人類的健康?

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