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前沿学术讲座:结构生物学与艾滋病毒疫苗设计

发布日期:2018-03-15    作者:     来源:      点击:

时 间:2018年03月16日(周五)上午10:00

地 点:图书馆二楼学术报告厅

报告人:James J. Chou教授 (美国哈佛医学院终身教授)

摘要

HIV-1包膜刺突属于I型膜蛋白,其作用是通过与宿主细胞受体发生相互作用,帮助病毒进入细胞。成熟的HIV-1包膜刺突[trimeric (gp160)3, cleaved to (gp120/gp41)3]是病毒粒子表面上的唯一抗原,由三个gp120和三个gp41亚单元组成的三聚体。其中gp41是跨膜蛋白,gp120位于表面,并与gp41通过非共价作用结合。三聚体包膜刺突属于以HIV疫苗研制为基础的B-cell免疫原设计的范畴,因此,病毒粒子表面上三聚体包膜刺突的天然构象显得尤为重要。近年来,关于包膜刺突的胞外区的结构信息有很多研究报道。然而,关于跨膜区(TM)和它的膜近端区域(包括近外膜区域和胞质尾区)的结构机制还不是很清楚。换言之,HIV包膜刺突的膜区域一直是HIV结构生物学的“盲点”。本次讲座我将谈谈我们实验室如何实施最新的核磁共振技术揭示膜中HIV-1包膜刺突构象。新的结构信息是出乎意料的,并且为艾滋病疫苗的设计开发提供了令人兴奋的机会。

James J. Chou教授简介

James J. Chou,男,美国哈佛大学医学院终身教授,2010年入选中组部“千人计划”,国家蛋白质科学中心副主任(上海)。主要研究方向是用核磁共振(NMR)的方法来测定膜蛋白结构,理解它们的功能与机制。Chou教授领导的实验室在该领域创造了多项世界第一:(1)Chou Lab测定的肌浆网受磷蛋白结构是全球第一个用NMR测定螺旋膜蛋白的高分辨结构;Chou Lab利用NMR测定了流感病毒的M2质子通道,是全球首例破解病毒离子通道和质子通道的结构;通过对质子通道结构的深刻理解,用实验证明了M2与金刚烷胺药物结合的原理,从此解释了流感A病毒对金刚烷胺的抗药机制。

(2)Chou Lab还建立了一整套膜蛋白的高效表达,纯化,重折叠,与核磁条件优化的方法,用于测定了T细胞受体(TCR)埋在细胞膜内与膜表面部分的结构。此工作对于理解在免疫学中T细胞信号传达的分子机制起到了巨大的作用。

(3)Chou Lab研发出了一种新的DNA纳米管液晶用于微调膜蛋白并成功运用于核磁共振的方法来测定膜蛋白结构。这是纳米技术首次与结构生物学的完美结合与运用,从而开始了一个新的研发结构生物学纳米技术的领域。

James J. Chou教授学术论文代表作

[1] Dev J, Park D, Fu Q, Chen J, Ha HJ, Ghantous F, Herrmann T, Chang W, Liu Z, Frey G, Seaman MS, Chen B,Chou JJ: Structural Basis for Membrane Anchoring of HIV-1 Envelope Spike.Science, 2016, 353(6295): 172-175.

[2] Oxenoid K, Dong Y, Cao C, Sancak Y, Markhard AL, Grabarek Z, Kong L, Liu Z, Ouyang B, Cong Y, Mootha VK,Chou JJ: Architecture of the mitochondrial calcium uniporter.Nature, 2016, 533(7602): 269-273.

[3] Cao C, Wang S, Cui T, Su XC,Chou JJ: Ion and inhibitor binding of the double-ring ion selectivity filter of the Mitochondrial Calcium Uniporter. PNAS, 2017, 114(14): E2846-E2851.

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