红枫湾APP：医学快讯网消息，超级计算机模拟揭示了HIV-1衣壳蛋白形状的变化如何帮助病毒将其内核挤入宿主细胞的核膜。匹兹堡大学的一个团队使用匹兹堡超级计算中心的Bridges-2系统进行的研究表明，衣壳可能会变形以通过核孔，揭示了未来艾滋病治疗的潜在靶点。

该方法将发表在《美国国家科学院院刊》上，也可用于研究其他重要蛋白质的灵活性。

2024年是抗击艾滋病的喜忧参半的一年。现代抗病毒疗法已将HIV转化为一种慢性但可存活的疾病。死亡率处于20年来的最低水平。另一方面，医生不太可能实现到2030年在全球范围内终结艾滋病威胁的健康目标。

在某些人群中，HIV感染实际上还在增加。我们仍然没有疫苗。这就是为什么研究艾滋病的科学家们会继续寻找病毒感染周期中的弱点。

HIV以一种不同寻常的方式将其基因插入宿主细胞的细胞核。它不会零碎地导入RNA遗传物质，而是将整个楔形衣壳——基本上是减去外膜的整个病毒——整体塞进核孔中。

HIV-1衣壳蛋白构成了形成衣壳的大部分蛋白质网。它通过在不同尺度上连接不同的衣壳蛋白来实现这一点。

·首先，六个或五个蛋白质拷贝通过其N端结构域连接在一起，形成六六边形的六聚体或五边形的五聚体。

·然后，蛋白质的另一端，C末端结构域（CTD），与相邻六聚体或五聚体的CTD连接，将它们连接起来，形成一个围绕遗传物质的网状结构。衣壳的楔形有点像足球，它也需要六边形和五边形来形成弯曲的形状。

相邻六聚体或五聚体中两个蛋白质之间的CTD连接（称为二聚体）可以采用不同的形状，从而改变这些形状之间的角度。在组装到衣壳中之前，约85%的CTD以D1形状连接；其余为D2形状。

科学家怀疑衣壳楔形物的尖端可能有助于它挤过核孔。但他们不知道的是，CTD在六聚体和五聚体之间改变角度的能力，是否会在“使衣壳更灵活、更能变形以推动方面”发挥额外作用。

一个问题是D1到D2的转换速度太快，D2形状的数量远远小于D1。因此，D2在成像中表现不佳，难以模拟。两种方法基本上都看不到D2。

为了知道D2是什么样子的，以及衣壳蛋白改变形状的能力是否可能为衣壳提供额外的灵活性以挤过核孔。哥本哈根大学博士后科学家、PNAS论文的第一作者Darian T.Yang与匹兹堡大学的化学教授Lillian T. Chong和UPMC罗莎琳德·富兰克林结构生物学主席Angela M. Gronenborn合作，利用PSC的Bridges-2超级计算机对衣壳蛋白进行了全面的模拟。

该团队将其模拟结果与使用核磁共振（NMR）成像技术的实验室实验进行了比较。通过在现实结果和计算机中虚拟蛋白质的行为之间来回对比，他们可以更加确信模拟捕捉到了现实。

这是同类模拟中的第一次，产生了D1和D2形状的转换率和种群，与实验室实验中衣壳的行为相匹配。结果令人鼓舞，因为它们表明模拟可以与实验相结合，为艾滋病毒药物或疫苗找到新的靶点。这种方法也应该对研究其他生物和医学重要系统的科学家有用。