多肽合成

       摘要

人类淀粉样蛋白已被证明与病毒相互作用并干扰病毒复制。基于这一观察结果，我们采用了一种合成生物学方法，设计了病毒特异性淀粉样蛋白来对抗甲型流感病毒和寨卡病毒蛋白。每个淀粉样蛋白与特定的病毒靶蛋白共享一个同源的易于聚集的片段。对于流感，我们证明了抗PB2的设计淀粉体在甲型流感感染组织中积累。此外，这种淀粉体专门针对甲型流感病毒及其常见的PB2多态性，而不是缺乏同源片段的乙型流感病毒。我们的淀粉样蛋白模型表明，淀粉样蛋白相互作用的序列特异性具有调整淀粉-病毒相互作用的能力，同时允许在进化变异上保持活性的灵活性。 

介绍

几十年来,主要是研究人类的淀粉作为疾病蛋白质沉积的主要特征,但近年来功能性淀粉已被发现在几个人类tissues1和所有王国的生活,造成了一个修订的视图,淀粉样蛋白结构本质上是有毒或病态。最近，越来越多的证据支持这样一种假设，即与疾病相关的淀粉样蛋白可能不仅是致病的副产品2，而且它们实际上还可能具有功能上的好处，例如充当人类病原体的相互作用，包括病毒。 例如，有研究表明，阿尔茨海默病(AD)相关的肽，淀粉样蛋白(A)，可能在对抗疱疹病毒脑感染的先天免疫中发挥作用。更具体地说，Eimer et al.表明，一种分子与疱疹糖蛋白相互作用，从而诱导了一种淀粉样蛋白的形成。“微聚合”的播散导致病毒粒子的诱捕，从而产生淀粉样蛋白驱动的抗病毒效果。与病毒相遇而形成的淀粉样蛋白沉积是否在AD的发生中起作用仍有待确定，但疱疹感染是AD的已知危险因素。

聚合催化，正如Aβ与疱疹病毒结合时所观察到的，很好地描述了由所谓的聚合倾向区域(APRs)驱动的过程。这些APRs参与同类的相互作用，形成紧密排列的分子间淀粉样蛋白结构，导致一个高度序列特异性的过程,但是允许蛋白质之间的相互作用共享高度同源的APRs。有趣的是，一个冠状细胞也与包膜糖蛋白B共享同源APR序列。一种疱疹蛋白，它已经被证明可以与一种免疫寡核苷酸相互作用。为了研究与某种病毒蛋白具有同源性的淀粉样蛋白是否真的能特异性地与该蛋白相互作用从而干扰病毒复制，我们采用了合成生物学的方法。我们设计了两种合成淀粉样蛋白，分别编码在甲型流感和寨卡病毒(ZIKV)蛋白中鉴定的病毒特异性APR。我们发现，每一种淀粉样蛋白都会干扰相应病毒的复制，而没有交叉反应。对于甲型流感病毒，我们证明我们合成的淀粉样蛋白在感染部位聚集，并在小鼠感染模型中干扰甲型流感病毒复制。淀粉样蛋白以APR-特定的方式与特定的病毒靶蛋白结合，迫使该蛋白形成非功能构象。缺少APR同源物的B型流感病毒不受合成淀粉样蛋白的影响，这突出了这种相互作用的序列特异性。我们共同提出了完全合成淀粉样蛋白的设计，仅基于在病毒蛋白中鉴定的APR，显示出特定的抗病毒特性。此外，我们的结果表明，APR介导的淀粉样蛋白相互作用具有定义真正功能性生物相互作用的相同特征，包括特异性和体内选择性。

结论：一种基于apr的具有抗病毒特性的合成肽的设计

为了研究淀粉样蛋白与编码同源APR的病毒相互作用的可能性，我们使用了一种合成生物学方法，使用甲型流感病毒作为模型病毒。为了设计与流感a蛋白具有同源APR的合成淀粉样蛋白，我们首先使用统计热力学算法TANGO识别流感a蛋白组中的所有APR。（基于apr的具有抗病毒特性的合成肽的设计，见图）

根据设计，最好的评分肽序列是WDLIQLIVSDGSDLIQLIVSD，称为Peptide 12B，其中靶蛋白APR (381LIQLIVS387)两侧带有带负的天门天氨酸残基，并加入n -末端色氨酸，以便准确测定浓度。

最后，我们使用了另外两个实验来验证肽12B的抗病毒作用:一个多循环复制实验和对细胞病理效应的保护作用(补充图1g, h)。这两个实验都证实了一点，Peptide 12B对甲型流感病毒具有抗病毒作用。

探索抗病毒合成淀粉的化学空间

为了进一步证明我们治疗甲型流感的方法是否可转移至其它应用方面， 我们设定了可以鉴别以ZIKV为靶点的淀粉样蛋白。 用上述同样设计多肽的方法， 结果显示来源于膜糖蛋白中鉴定的APR，peptide R50 (RVAIAWLLRGSRVAIAWLLR)显示出最显著的效果。

从这些数据看来，我们的设计方法是普遍适用的，可以用来专门针对不同的病毒。换句话说，这些抗病毒肽家族构成了一个新的化学空间，可以挖掘新的抗病毒药物，通过靶向蛋白聚集机制发挥作用。 

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