近日，德国马普生物化学研究所的研究人员与海德堡大学和耶鲁大学的团队合作，发现了HIV生命周期中的一个重要环节的机制。这项研究揭示了病毒成分之一——神秘的“间隔肽2”（spacer peptide 2）在HIV从不成熟颗粒转化为具感染性的成熟颗粒过程中发挥的关键作用。相关研究成果已发表于《自然》杂志（Nature）。
HIV-1病毒颗粒在从被感染细胞中释放时，处于一种不具感染性的非成熟状态。病毒颗粒的主要构建材料是约2000个长形、棒状的Gag蛋白分子。要成为具感染性的病毒，HIV必须经历一个成熟过程。这一过程中，HIV-1蛋白酶（一种病毒酶）会将Gag切割成六个小蛋白，包括衣壳蛋白和基质蛋白，进而引发病毒组分的巨大结构重排。
多年来，科学家们主要研究了病毒衣壳的结构变化，因为衣壳蛋白包裹着病毒基因组。然而，关于病毒基质蛋白——即包裹在脂质膜下的外部蛋白壳——的知识则相对较少。由马普生物化学研究所结构生物学家约翰·布里格斯（John Briggs）教授领导的研究团队，首次揭示了在病毒成熟过程中，基质蛋白如何发生重排，进而转变为具感染性的病毒颗粒。
研究人员使用了最新的冷冻电镜技术对病毒颗粒进行成像，随后通过计算机图像分析，推导出病毒蛋白的详细三维模型。令他们惊讶的是，他们发现基质蛋白的重排是由“间隔肽2”触发的，间隔肽2与基质蛋白结合后，使得基质蛋白以不同的方式重新聚集。
间隔肽2是Gag蛋白切割形成的六个成分之一，但其功能直到现在才被揭示。间隔肽2与基质蛋白的结合加速了病毒与靶细胞的融合过程。
布里格斯教授解释道：“在我们的实验室中，2021年我们获得了首个关于基质蛋白的结构数据，但我们当时并不知道它是如何在病毒成熟时发生重排的。在这项新研究中，我们得到了更为详细的基质层三维视图，这对于理解这一过程至关重要。”
研究的第一作者詹姆斯·斯泰西（James Stacey）和多米尼克·赫雷比克（Dominik Hrebík）也解释了他们的发现。斯泰西表示：“病毒基质在成熟形态中有一个口袋。我们知道某种物质会结合在那里，但原先认为是来自膜的脂质。现在我们可以看到，实际上是间隔肽2。”他还表示，“我们不禁想，这个口袋是否可能成为未来药物分子的靶点。”
赫雷比克则补充道：“直到现在，间隔肽2的功能并未被明确。借助高分辨率冷冻电镜，我们观察到这个肽释放后，直接与基质蛋白结合，并将蛋白连接在一起，形成成熟的病毒。”
布里格斯教授总结道：“HIV-1可能是研究得最透彻的病毒之一，但在其复制过程中的一些关键步骤，直到现在我们仍然无法完全理解。”
这项研究不仅揭示了病毒成熟过程中一个重要的分子机制，还为未来研发抗HIV的新药物提供了新的研究方向。
参考文献：James C. V. Stacey et al, The conserved HIV-1 spacer peptide 2 triggers matrix lattice maturation, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08624-9
编辑：周敏
排版：李丽
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