1. Author
McKimm-Breschkin博士目前是墨尔本大学彼得·多尔蒂研究所微生物学和免疫学系的荣誉研究员。1974年，在维多利亚州墨尔本莫纳什大学获得一级荣誉学位后，McKimm Breschkin博士作为富布赖特研究员在宾夕法尼亚州立大学好时医学中心攻读博士学位，研究麻疹病毒。
1979年，她作为伊丽莎白二世女王研究轮状病毒的博士后研究员回到墨尔本大学微生物学系，随后在沃尔特和伊丽莎·霍尔医学研究所担任博士后，与雅克·米勒一起从事细胞免疫学研究，然后在国家生物标准实验室（现TGA）担任鸡马立克氏病研究。
1987-2016年，她在澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）工作，是Relenza开发团队的一员，Relenza是目前被称为神经氨酸酶抑制剂（NIs）的第一类药物。她为X射线晶体学研究提供了纯化的神经氨酸酶蛋白，并作为药物注册的一部分进行了临床前耐药性研究。自20世纪90年代初以来，她一直从事NI耐药性研究，并与国内和国际制药公司合作开发第一代和第二代流感抗病毒药物。McKimm Breschkin博士是国际流感和其他呼吸道病毒疾病学会（isirvAVG）抗病毒小组委员会的成员，也是抗病毒研究的流感编辑。她对流感抗病毒药物及其耐药性机制保持着积极的兴趣。
2. Background
副粘病毒科病毒包括引起幼儿、老年人和免疫功能低下者急性呼吸道感染的人类副流感病毒 1-3 型 (hPIV1-3) 和禽新城疫病毒 (NDV)。 这些病毒具有两种膜糖蛋白：血凝素神经氨酸酶 (HN) 和融合蛋白 (F)。 HN具有多种功能，包括受体结合、唾液酸裂解、促进病毒释放和传播，以及与 F 蛋白相互作用促进膜融合。 神经氨酸酶（NA）抑制剂，包括针对流感病毒 NA 的扎那米韦和 2-脱氧-2,3-脱氢-N-乙酰神经氨酸（DANA），不仅可以抑制 HN 的催化功能，还可以干扰 与受体结合。 对硫代苷抑制剂与新城疫病毒 HN 的结构研究确定了两个不同的位点。功能上，一个位点进行受体结合和催化，第二个位点参与受体结合和融合促进。
3. Methods
1. HN抑制实验
2. 蛋白的表达与纯化
3. 结晶与X射线晶体衍射
4. Results
实验团队进行的酶抑制实验中发现DFSA与HN的结合比较缓慢，可以使用DFSA来维持复合物的中间态进而解析其晶体结构。
令人惊讶的是，电子密度也表明 DFSA 结合了 hPIV3 二聚体的三个附加位点。 链 A 的位点 1 由残基 R192、Q215、R502、N551 和 A528组成，位于酶活性位点附近的空腔中，其中两个精氨酸R192 和R502 参与与共价中间体和糖基转移类似物的结合。链 A 的位点 2由残基N262、T263、D264、Y266和一个水分子组成。当hPIV3二聚体形成四聚体时，在晶体学2倍轴上具有松散的晶体接触，所得四聚体中B链的两个活性位点被封闭，但A链的另外两个活性位点暴露于溶剂。 因此，链 A 的位点 1 在链 B 的相似位点处没有显示出显着的电子密度。然而，链 B 单体仅对由残基 K358 形成的第三个 DFSA 结合位点 3 具有明确的密度。所有三个附加 DFSA 结合位点均不靠近 hPIV3 HN 中三个糖基化位点中的任何一个。
此外，D216 周围残基 210-221 的环（216 环）应表现出更高的灵活性，并在脱辅基酶中采用更开放的构象，并在全酶中与抑制剂结合时关闭。有趣的是，对靠近酶活性的链 A 的位点 1 的识别表明该环涉及与 DFSA 相互作用。通过 216 环与二级位点 DFSA 的相互作用仅在链 A 中观察到。
5. Discussion
作者：Jennifer L. McKimm-Breschkin
通讯作者：Jennifer L. McKimm-Breschkin
单位：CSIRO Manufacturing, 343 Royal Parade, Parkville, Victoria 3052,Australia
年份：2015
期刊：Antiviral Research
科学问题 ：HPIV3 HN蛋白结构
结论：实验团队首次鉴定了氧碳鎓离子过渡态类似物。使用 DFSA 的 N2 NA和使用两个 DFSA 差向异构体的 hNeu2对结构和电子密度的分析表明，“共价”连接往往更长。这种酶催化机制在与 DFSA 复合的流感 N9 NA 的晶体结构中得到证实。重要的是，hPIV3 HN-DFSA 复合物结构还揭示了新的二级受体结合位点。 配体处于经典的受体结合椅构象。位点 1 紧邻活性位点和残基 N551，突变分析表明 N551 和 H552是影响受体结合和融合触发的次级结合位点。H552 不与 DFSA 直接接触，但它涉及与跨二聚体界面的其他单体 H552 的堆积相互作用。 位点 1 还涉及 D216（216 环）周围的残基，表明该柔性环对于 HN 受体结合和相反 HN 功能的平衡非常重要。 额外的位点在流感病毒和副粘病毒中并不保守且结构相似。DFSA 结合在 N523 附近的证据，之前曾提出 N523 的聚糖会掩盖第二个位点。 由于 hPIV3 HN 似乎以低效率执行受体结合和催化功能，额外的受体结合位点可能会增加病毒结合的整体亲合力，以促进病毒进入。
此外，研究表明减慢酶促反应会致 hPIV3 HN 和流感 N9 NA 中类似的中间体被捕获。在距离位点 3 的预期位置不远的链 A 中也存在残余密度。事实上，确切的位点 3 被对称相关分子遮挡。 这表明酶的结晶形式可能对二级受体结合位点的群体产生不同的影响。
hPIV3 疗法的开发需要针对 HN 的催化和受体结合位点，因此了解所有可能的配体相互作用非常重要。 基于 DFSA 的抑制剂的优点在于，由于其结构与天然底物的结构相似，并且其结合需要酶活性，这意味着产生耐药性的可能性要小得多。
