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甲型流感病毒过去曾引发过致命的大流行病，直到今天仍然是一个重大的全球公共卫生问题。被称为毒力因子的分子由细菌，病毒和真菌产生，以帮助它们感染宿主细胞。甲型流感病毒中发现的毒力因子之一是血凝素(HA)。金泽大学的研究人员最近使用高速原子力显微镜(HS-AFM)研究了禽流感病毒H5N1的HA结构，这些发现对于今后开发针对甲型流感病毒的治疗方法至关重要。
HA最初由宿主细胞以其前体形式合成，称为HA0。HA0向HA的转化取决于甲型流感病毒的致病性：低致病性甲型流感病毒的细胞外转化和高致病性甲型流感病毒的细胞内转化。因此，了解HA0的结构和性质对解密HA至关重要。因此，Richard Wong和他的研究小组试图在显微镜下仔细检查HA0。通过金泽大学开发的HS-AFM系统目测分析H5N1的重组HA0蛋白。
HA0和HA均以同三聚体形式存在，并且HA0向HA的转化不会显着改变同三聚体结构。因此，使用HA作为模板来生成HA0 HS-AFM模拟图像是明智的。酸性内体环境是HA诱导病毒膜和内体膜之间融合以将病毒材料释放到宿主细胞中的关键因素。为了阐明对HA0的酸性作用，首先将其暴露于酸性环境中。HA0的三聚体对酸性溶液非常敏感并且显着膨胀。当使用HS-AFM实时测量血凝素的构象变化时，研究小组发现其面积较大，高度较短。与其原始对应物相比，酸性环境基本上使分子更平坦且更圆形。
“我们的试点工作将HS-AFM作为一种直接研究病毒蛋白质动力学的独特工具，难以用依赖于整体平均的低信噪比技术捕获，例如cyro-EM和X射线晶体学，”该研究的主要作者Kee Siang Lim博士。“凭借高扫描速度和微创悬臂，我们预测HS-AFM可以揭示由低pH诱导的HA2不可逆构象变化的流动，这模仿了HA进入宿主内体时发生的真实生物事件，在未来的研究中。“
该研究为实时检测病毒内的生物事件铺平了道路。作者阐述了HS-AFM对这项研究的重要性：“我们的工作建立了HS-AFM作为直接研究病毒蛋白质动力学的无法模拟的工具，这种动力学难以用依赖于整体平均的低信噪比技术捕获，例如作为cyro-EM和X射线晶体学，“该研究的资深作者Richard Wong博士解释道。
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