虽然服用抗逆转录病毒药物可以防止艾滋病病毒感染者感染艾滋病，但据估计，全球约有3700万艾滋病病毒感染者，其中包括约200万15岁以下的儿童。此外，每年约有100万人死于艾滋病毒/艾滋病。此外，艾滋病病毒的成熟度和传染性的许多方面仍然困扰着科学家。
HIV衣壳是由不同形状的蛋白质组成的圆锥形外壳。它由大约200个6边六聚体和12个5边五聚体组成，由衣壳蛋白(CA)构成。这些衣壳蛋白的六聚体和五聚体结合形成外壳，外壳包围并保护HIV病毒，直到它可以感染健康细胞。如果这种衣壳结构过早分解，那么这种感染就不会发生。
在一项新的研究中，来自特拉华大学和匹兹堡大学的研究人员获得了关于艾滋病毒衣壳结构的新见解。他们使用了多种高科技方法来研究艾滋病毒的衣壳及其与蛋白质TRIM5-的相互作用。作为限制因子，TRIM5-会破坏衣壳结构，从而限制病毒的传染性。相关研究成果于2018年11月6日发表在《PNAS日报》上，标题为《魔角自旋NMR和分子动力学模拟鉴定的HIV-1衣壳与限制因子Trim 5相互作用的动态调控》。
他们担心TRIM5-，因为旧世界的猴子，如恒河猴，有TRIM5-，它可以防止这些非人类灵长类动物感染艾滋病毒。人类也有这种蛋白，但它与非人灵长类动物有一些主要的氨基酸序列差异，使得人类TRIM5-不能破坏HIV衣壳，因此不会预防HIV感染。
这些研究人员使用核磁共振光谱来观察艾滋病毒衣壳和蛋白质TRIM5-之间的相互作用。核磁共振波谱(NMR)可以在原子水平上揭示这种衣壳结构的细节和分子运动。此外，他们使用匹兹堡超级计算中心的Bridges超级计算机来模拟整个原子分子动力学。这种全原子分子动力学模拟允许人们研究分子的运动方式，以了解它们在自然界中如何执行其功能。
这些研究人员发现，蛋白质TRIM5-与艾滋病病毒衣壳的外部结合，从而影响其硬度。他们惊讶地发现，即使在HIV衣壳不直接与TRIM5-相互作用的区域，也会影响HIV衣壳的结构。
这些研究人员认为，TRIM5-通过许多机制使HIV衣壳的晶格结构不稳定，导致其过早开裂。但是，在没有TRIM5-的情况下，这个衣壳就不那么容易破解了。
HIV衣壳本身是一个动态实体，其蛋白质成分的运动时间尺度非常大，从皮秒到秒，甚至更慢。这些运动在HIV衣壳的功能中起着至关重要的作用，并且已经在全原子分子动力学模拟和核磁共振波谱实验中独立观察到。
最近最令人惊讶的发现是，HIV衣壳中的五聚体和六聚体似乎具有不同的运动行为，这可能在这种衣壳的裂解机制中起着关键作用。
直到现在，还没有人能够通过实验观察到这些效应，而这正是全原子分子动力学模拟所能预测的。
这些发现进一步证实了HIV成熟和感染的复杂性和动态性。过去，人们认为病毒有一个静态的衣壳结构：这些积木组合起来形成一个封闭的衣壳。但这种观点是错误的。HIV衣壳是一个高度动态的实体。TRIM5-蛋白切割这种衣壳，并确定通过非常复杂的机制实现这一点，这涉及干扰这种衣壳的内在运动特性。
参考文献：凯特琳m奎因，王铭章，马修p弗里茨等通过魔角自旋核磁共振和分子动力学模拟鉴定的HIV-1衣壳与限制因子TRIM5相互作用的动态调节。PNAS，2018年11月6日，115(45):11519-11524，doi:10.1073/
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