HIV-1 Vif蛋白是HIV-1在非允许细胞中复制、感染所必须的关键病毒因子，它通过绑架宿主细胞内的CBFβ和Cullin5 E3连接酶复合物（包括Cullin5，RBX2，Elongin B，Elongin C）泛素化宿主病毒限制性因子APOBEC3G及该家族其他成员，并最终通过26S蛋白酶体降解APOBEC3G及.该家族其他成员，拮抗宿主细胞的免疫防御，从而使得HIV-1病毒得以在宿主细胞内进行复制和感染。本项目拟通过大分子晶体学方法解析Vif-Cullin5-Elongin B/C-CBFβ-A3G蛋白复合物的三维结构揭示APOBEC3G的结构了解该家族蛋白的催化机理和其抗病毒的分子机制，同时该复合物结构也将从原子水平解析HIV-1 Vif是如何结合APOBEC3G的，该项目对于Vif和APOBEC3G的结构与功能研究将为理性设计抗HIV药物提供结构生物学基础。

HIV-1 Vif is a critical factor for HIV-1 replication and infection in non-permissive cells. Vif hijacks CBFβ and E3 ligase complex (including Cullin5,.RBX2, Elongin B and Elongin C) to ubiquitinate the host viral restriction factors, APOBEC3G and its other family members. The ubiquitinated APOBEC3G and its other family members are then degraded by 26S proteasome. By this means, HIV-1 Vif disrupts the host immune defense and successfully replicates in host cells. This project aims to determine the complex structure of Vif-CBFβ-Cullin5-Elongin B/C-A3G to reveal the catalytic and the antiviral mechanism of APOBEC3G family members. The complex structure can also provide us the critical information on.vif-APOBEC3G interaction at atomic level, which paves the way to the development of anti-HIV-1 drugs.

CRISPR–Cas9系统是细菌体内阻止噬菌体感染的适应性免疫系统。Cas9蛋白结合RNA后其核酸内切酶活性被激活，能够特异性剪切带有前间区序列邻近基序（PAM）并且与RNA序列互补的双链DNA。最新的研究发现两种来源于李斯特菌中的CRISPR抑制蛋白AcrIIA2和AcrIIA4，这两种蛋白都能够在细菌以及人源细胞中抑制酿脓链球菌的Cas9蛋白（SpyCas9）的活性。然而AcrIIA2和AcrIIA4抑制SpyCas9活性的分子机制仍然不清晰。我们的研究报道了SpyCas9-guide RNA-AcrIIA4的晶体结构。数据表明AcrIIA2 和 AcrIIA4与结合有向导RNA的SpyCas9相互作用。AcrIIA4通过模仿PAM区的结构来占领PAM区与蛋白的结合位点，阻止SpyCas9识别双链DNA底物。AcrIIA4还通过遮蔽SpyCas9的RuvC活性位点来抑制其核酸内切酶活性。通过结构比较发现AcrIIA4只能与结合有sgRNA的SpyCas9相互作用。我们的研究揭示了AcrIIA4抑制SpyCas9活性的分子机制，为SpyCas9这一基因编辑工具提供了开关以避免在细胞和组织中基因编辑的脱靶效应。