《Nature | PfRCR复合体在疟原虫和红细胞侵袭过程中起桥梁作用》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-12-24
  • 2023年12月20日,牛津大学等机构的研究人员在Nature发表题为The PfRCR complex bridges malaria parasite and erythrocyte during invasion的文章。

    疟疾的症状发生在感染的血液阶段,此时寄生虫侵入并在人红细胞内复制。包含PfRH5的PfPCRCR复合物。PfCyRPA, PfRIPR, PfCSS和PfPTRAMP是最致命的人类疟疾寄生虫恶性疟原虫入侵红细胞所必需的。针对这些保守蛋白的抗体或纳米体可以阻止入侵,使它们成为主要的血期疟疾候选疫苗。然而,对于PfPCRCR在侵袭过程中如何发挥作用知之甚少。

    该研究展示了PfRCR复合物的结构,包含PfRH5, PfCyRPA和PfRIPR,通过低温电子显微镜确定。研究人员验证了PfRH5打开插入细胞膜的假设,而不是显示刚性的、二硫锁住的PfRH5可以介导有效的红细胞入侵。研究人员通过建模和红细胞结合试验表明,pfcyrpa结合抗体通过位阻机制中和入侵。研究人员确定了PfRIPR的结构,表明它由一个有序的多域核心灵活地连接到一个细长的尾巴。研究人员还发现,PfRIPR的长尾是生长中和抗体的靶标,它与寄生虫膜上的PfCSS-PfPTRAMP复合物结合。因此,模块化的PfRIPR通过细长的尾巴连接到裂殖子膜上,其结构核心使PfCyRPA和PfRH5与红细胞受体相互作用。这为红细胞侵袭的分子机制提供了新的认识,并为合理设计疫苗开辟了新途径。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06856-1
相关报告
  • 《PfRCR 复合物在入侵过程中桥接疟疾寄生虫和红细胞》

    • 来源专题:新发突发传染病
    • 编译者:张玢
    • 发布时间:2023-12-25
    • 疟疾的症状发生在感染的血液阶段,当寄生虫侵入并在人类红细胞内复制时。PfPCRCR复合物1含有PfRH5(参见文献2,3)、PfCyRPA、PfRIPR、PfCSS和PfPTRAMP,在最致命的人类疟疾寄生虫——疟原虫(Plasmodium falciparum)的红细胞入侵中至关重要。入侵可以通过针对这些保守蛋白的抗体3,4,5,6或纳米抗体1来预防,使它们成为领先的血液阶段疟疾疫苗候选者。然而,关于PfPCRCR在入侵过程中的功能知之甚少。这是展示了通过低温电子显微镜确定的PfRCR复合物7,8的结构,其中包含PfRH5、PfCyRPA和PfRIPR。测试了PfRH5打开以插入细胞膜9的假设,结果显示,一种刚性的、二硫键锁定的PfRH5可以介导有效的红细胞入侵。通过建模和红细胞结合实验表明,PfCyRPA结合抗体5通过空间位阻机制中和入侵。确定了PfRIPR的结构,显示它由一个有序的多结构核心和一个伸长的尾部灵活连接而成。结果还表明,PfRIPR的伸长尾部是生长中和抗体6的靶点,它与寄生虫膜上的PfCSS–PfPTRAMP复合物结合。因此,一个模块化的PfRIPR通过一个伸长的尾部与裂殖子膜相连,其结构化的核心呈现PfCyRPA和PfRH5与红细胞受体相互作用。这为红细胞入侵的分子机制提供了新的见解,并为理性疫苗设计提供了新途径。
  • 《Nature:首次从结构上揭示间日疟原虫入侵人红细胞机制》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-07-04
    • 疟原虫入侵人体的年轻红细胞,随后开始在整个身体中扩散。在一项新的研究中,来自澳大利亚和美国的研究人员利用低温电镜技术(cryo-EM)首次在原子水平上揭示出间日疟原虫(Plasmodium vivax)如何入侵人体红细胞的三维蓝图。他们绘制出这种疟原虫与它们入侵的年轻红细胞之间的首次接触,从而破解了它们用来附着到人红细胞上的分子机器---间日疟原虫蛋白PvRBP2b与人转铁蛋白受体1(TfR1)和转铁蛋白结合在一起而形成的一种三元入侵复合物---的三维结构。这为开发新型疟疾疫苗迈出了重要的一步。相关研究结果于2018年6月27日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Cryo-EM structure of an essential Plasmodium vivax invasion complex”。论文通信作者为美国霍华德休斯医学研究所研究员Zhiheng Yu博士和澳大利亚沃尔特-伊丽莎-霍尔医学研究所的Wai-Hong Tham博士。论文第一作者为沃尔特-伊丽莎-霍尔医学研究所的Jakub Gruszczyk博士和霍华德休斯医学研究所的Rick Huang博士。 今年初,在一项发表在Science期刊上的研究中,这些研究人员已发现间日疟原虫通过劫持人转铁蛋白受体入侵人体红细胞(Science, doi:10.1126/science.aan1078,详情参见生物谷新闻报道:重磅!开发疟疾疫苗有戏!揭示间日疟原虫通过劫持人转铁蛋白受体入侵红细胞)。如今,在革命性的cryo-EM技术的帮助下,他们能够在原子水平下可视化观察PvRBP2b与TfR1和转铁蛋白之间的相互作用。这就为开发潜在的抗疟疾药物和疫苗奠定基础。 间日疟原虫是世界上分布最为广泛的疟原虫,也是非洲以外绝大多数国家中的疟疾病例的主要原因。鉴于它隐藏在人体肝脏中而不被免疫系统检测到,它也是导致复发性疟疾感染的头号疟原虫。 在这种三维结构的指导下,这些研究人员能够解析出这种疟原虫-宿主相互作用的确切细节,并鉴定出它的最为脆弱的位点。 Tham说,“这基本上是一项设计挑战。间日疟原虫是非常多样化的,这对疫苗开发具有挑战性。我们如今鉴定出这种分子机器,它将是开发出有效地抵抗一系列间日疟原虫的抗疟剂疫苗的最好靶标。” 她说,“凭借这种前所未有的细节,我们如今能够开始设计专门靶向和破坏这种疟原虫的三元入侵复合物的新型疗法,以便阻止它们劫持人红细胞并通过血液在体内扩散,从而最终阻止它们传播给其他人。”