一项新研究利用模拟和机器学习技术,识别出病毒融合蛋白中一个具有高影响力的相互作用,凸显了抗病毒药物开发的一个潜在新靶点。
华盛顿州立大学(WSU)研究人员发现了一种方法,可干扰疱疹病毒进入细胞所依赖的关键分子相互作用,这一发现可能为抗病毒药物发现提供新思路。
该研究发表在《Nanoscale》期刊上,表明调控病毒融合蛋白中的单一相互作用,可显著降低病毒与宿主细胞融合并引发感染的能力。
研究聚焦于糖蛋白B,这是一种疱疹病毒用于与细胞膜融合的融合蛋白。病毒进入是一个复杂、多步骤的过程,涉及数千种分子相互作用,这使得难以确定可行的药物靶点。通过分离出在融合过程中起决定性作用的一个相互作用,研究人员证明并非蛋白质的所有部分对感染性贡献均等。
为找到该相互作用,华盛顿州立大学机械与材料工程学院的研究人员利用分子模拟和机器学习,分析了糖蛋白B中的数千种氨基酸相互作用。他们开发了一种算法来系统检查这些相互作用,并应用机器学习区分哪些相互作用对蛋白质改变形状和驱动膜融合最为关键。
由华盛顿州立大学兽医微生物学和病理学系微生物学家安东尼·尼科拉(Anthony Nicola)领导的实验验证,确认了计算预测结果。当研究团队对所识别的氨基酸之一引入靶向突变时,疱疹病毒与细胞融合并进入的能力显著降低,在实验系统中有效阻断了感染。
从药物发现的角度来看,这项工作突显了病毒进入作为潜在可行的干预点。许多现有抗病毒药物针对细胞感染后的病毒复制,而针对几种常见疱疹病毒的疫苗仍然不可用。识别进入蛋白中离散的、高影响力的相互作用,可能为设计预防性小分子或生物制剂打开大门,从而在感染开始前阻止感染,而非仅在事后限制病毒传播。
研究人员警告称,当前研究尚未提供改变一个相互作用如何影响整个融合蛋白结构和动态的完整图景。未来工作将侧重于扩大模拟和实验规模,以理解这些更广泛的结构变化,他们表示,这一努力对于将分子见解转化为可行的治疗策略至关重要。
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