包膜糖蛋白介導的病毒與細胞的膜融合是HIV-1生命周期的開始,而病毒的進入并不是一件容易的事,HIV-1的包膜糖蛋白在病毒接觸宿主細胞及膜融合過程具有決定性的作用。
HIV-1的包膜糖蛋白是由基因env編碼,在內質網上合成病毒包膜蛋白前體p88,經過糖基化修飾后成為gpl60前體,并折疊組裝成多聚體形式,再被運輸至高爾基體中,在宿主細胞蛋白酶的作用下剪切成為表面糖蛋白(surfaceglycoprotein, SU),相對分子質量約為1．2x105和跨膜糖蛋白(transmembraneglycoprotein, TM),相對分子質量約為4．1 x104,用分子量分別表示為gpl20(表面糖蛋白)和gp41(跨膜糖蛋白)。Gpl20及gp41通過細胞的分泌途徑被轉運到細胞膜表面,跨膜糖蛋白gp41插入到宿主細胞膜上,gpl20通過非共價鍵與gp41結合,形成細胞膜外的突起。成熟的病毒顆粒上gpl20與gp41的三聚體結構形成病毒包膜上的突起,并介導病毒在宿主細胞上的吸附和穿入。 [1] 病毒與宿主細胞的接觸即為表面糖蛋白gpl20與宿主細胞表面的CD4受體結合,接著gpl20-CD4復合體與宿主細胞表面的輔助受體(一般情況下為CXCR4及CCR5)相互作用,使跨膜糖蛋白gp41發生構象變化,從而誘導膜融合,介導病毒進入宿主細胞內,引起感染。
Gpl20與gp41通過非共價鍵結合,在自然狀態下,gpl20包含兩個區域：1)內部區域,與gp41相互作用,并形成包膜糖蛋白三聚體突起；2)外部區域,形成病毒表面突起的大部分,并被高度糖基化修飾。Gp41單體包括胞外結構域(ectodomain, ED)、跨膜結構域(membrane spanning domainning, MSD)和胞內結構域(cytoplasmic domain, CD)三部分。