1. Author
Ian A. Wilson致力于研究微生物病原体的免疫识别，主要目标是利用结构解析技术，解析抗体、可变淋巴细胞直肠（VLRs）和抗原、细胞系统中与MHC I类和II类的T细胞受体复合物。以及通过模式识别受体，如TLRs，了解免疫系统对外来抗原的相互作用和中和作用，在先天免疫系统中。除此之外，Ian A. Wilson的工作还集中在HIV-1和流感病毒上。他们确定了几乎所有罕见的、广泛中和的抗HIV-1包膜蛋白gp120和gp41抗体的结构，以阐明可用于HIV-1疫苗设计的脆弱位点。他们已经在所有第1组流感亚型中定义了一个广泛中和的表位，并正在研究识别第2组以及跨所有亚型的其他抗体。
2. Background
人类副流感病毒导致全世界大多数儿童哮吼、细支气管炎和肺炎病例。 有包膜病毒必须将膜与靶细胞膜融合才能启动感染。在体内，病毒通过进化获得一定特征来适应生存。 副流感病毒的感染是通过受体结合分子（血凝素-神经氨酸酶 [HN]）和融合蛋白 (F) 之间的特异性相互作用来确定的。 在这里，实验团队确定了 HN 二聚体界面的特定结构特征，这些特征调节 HN-F 相互作用/融合并影响感染。
3. Methods
1. 人呼吸道上皮细胞的培养
2. 病毒基因组分析
3. HN与F蛋白的瞬转
4. BiFC
5. 免疫沉淀IP
6. 动物感染与病毒滴度测定
7. 重组HN蛋白的克隆表达纯化
8. HN蛋白的结晶与结构解析
4. Results
HN中的突变Q559R降低了HN-F相互作用。具有两种突变（Q552,R559）的 HN 和仅具有 R559 的 HN 激活 F 的效率本质上低于具有 HN-Q552 的亲本。HNQ552而非HN-H552有效地与HNQ552/R559竞争与F的相互作用。Q552/R559 降低 HN-HN 二聚体互作。与 HNQ552 相比，HNQ552/R559 和 HNR559 的同源寡聚化减少（同源寡聚化程度降低，进而二聚体中一个单体可以与F蛋白结合，抑制F蛋白使其处于Prefusion状态）。残基 Q552 和 R559 的引入引起显着的局部构象变化，但不会引起整体二聚体排列。在 HNQ552/R559 结构中，两个 Arg559 残基彼此远离，平行于二聚体界面，这可能反映了空腔内这两个带正电的残基之间的电荷排斥。HPIV3-HNQ552/R559/FD396 中的 HN Q559R 和 F G396D 突变与含有 HNQ552 的亲本病毒相比，具有增强的体内适应性。
5. Discussion
作者：Rui Xu
通讯作者：Ian A. Wilson
单位：Department of Integrative Structural and Computational Biology, TheScripps Research Institute, La Jolla, California, USA
年份：2013.10.22
期刊：ASM Journal-mBio
科学问题 ：体内外HPIV3的结构变化
结论：HPIV3在肺内的感染和生长过程中形成了一个正向选择的过程——宿主细胞结合的能力和融合激活的能力达到适当的平衡。HN二聚体界面处突变增强了病毒感染肺能力。该突变改变了二聚体界面并削弱了 HN 二聚体。HN 启动了膜融合，然后维持 F介导病毒进入。之前有人报道：F可以单独介导融合，或者“无头”HN 可能足以介导 F 激活。 然而，这项工作表明，HN 球状头部中特定残基的功能对于宿主感染至关重要。用携带 HN-Q552（一种具有高受体亲合力和活性 F 触发能力的 HN）的病毒感染天然宿主组织是无效的。为了在肺部实现最佳生长，我们建议使用病毒处于优势选择状态。
不同 HN 分子（HN-Q552 和 HN-Q552/R559）的比较表明，Q559R 突变降低了 HN-HN 二聚体相互作用。H552和Q559残基位于HN二聚体界面处，虽然相对于HN-H552，H552Q突变赋予受体更高的亲合力并增加F触发，但R559引入HN蛋白具有相反的效果。 将R559引入HN-Q552后降低了HN对受体的亲合力及其激活F蛋白的能力。 R559的引入使得病毒在棉鼠中具有高度传染性。实验团队推测肺组织中受体的密度可能是影响HPIV3-HN-Q552病毒在棉鼠体内无法存在的因素之一——HNQ552能有效激活 F，会促进与肺中含唾液酸部分的过度结合，并促进释放的病毒粒子和非感染性颗粒产生中 F 的过早激活，一旦 F 在远离目标的地方被激活，病毒就不再具有活力。HPIV3-HNQ552/R559 FD396携带对受体亲和力较低且 F 激活效率较低的 HN，并且在体内具有感染性。
