病毒需要感染宿主来完成自身的复制和增殖，而宿主的免疫系统则识别入侵病毒并进行响应以保护宿主自身。关于病毒感染与宿主免疫应答的研究对疾病预防与治疗工作具有重大意义。病毒与宿主的互作过程中少不了各类生物大分子的参与，它们或来自病毒，或来自宿主细胞。解析这些生物大分子之间相互作用的结构基础，就可以更好地阐释它们所参与的生理过程运行的内在机制。在博士就读期间，我的工作聚焦于三种在病毒感染和宿主获得性免疫应答中起到重要作用的大分子，尝试解析其结构特征，并了解其发挥功能所依赖的分子机制。　　第一部分工作聚焦于丝状病毒科（Filoviridae）的马尔堡病毒（Marburg marburgvirus，MARV）。马尔堡病毒是最早被发现的丝状病毒，可以在人类和其他灵长类动物中引发高致死率的出血热症状，它被认为是对公众健康构成威胁的最危险病原体之一。自马尔堡病毒被发现以来50年间，已有数百人被其感染，其中超过80％的患者最终死亡，这些病例多数发生在非洲国家。面对这样的状况，研究者们一直努力尝试对马尔堡病毒病的暴发进行预防和控制。然而，至今为止对于马尔堡病毒的了解还非常有限，特别是对病毒复制的详细流程所知甚少，这严重阻碍了特效药物的设计与开发。核蛋白(nucleoprotein，NP)是在马尔堡病毒与其他丝状病毒中起到核心作用的一种病毒蛋白，它包裹病毒RNA并参与核衣壳组装，同时和多种其他病毒蛋白发生相互作用。病毒蛋白35(VP35)则是一种多功能的病毒蛋白，参与到丝状病毒RNA合成以及免疫逃逸的过程中。尽管缺少结构数据的支持，但MARV VP35与NP的相互作用在早先研究中业已得到证明。近期对同为丝状病毒的埃博拉病毒(Ebola virus，EBOV)的研究，展示了其NP的N端核心区域与VP35N末端多肽形成复合体的晶体结构，这启发我们在马尔堡病毒中开展NP/VP35复合体的结构研究。我们通过序列比对从MARV VP35中筛选出一段由28个氨基酸残基构成的多肽，命名为MARV NPBP(NP binding peptide)。这段多肽与先前定义的EBOV NPBP相似，并可以与MARV NP的N端核心区域（由NP的18-344位氨基酸残基组成的MARV NP-core)高亲和力结合。我们获得了分辨率2.7A的MARV NP-core/NPBP复合体晶体结构，其中NPBP通过电荷相互作用与非极性相互作用结合于NP-core的C端区域。进一步的分析显示MARV与EBOV的NP-core都具有一处保守的NPBP结合口袋，可能成为抗丝状病毒感染通用药物设计的靶点。交叉结合实验证明两者中任一种病毒的NP-core可以与另一种病毒的NPBP相结合，但亲和力会因为不同NPBP两个末端处的差异而发生下降。　　第二部分是关于在甲型流感病毒(IAV)中新发现的病毒蛋白PA-X的工作。甲型流感病毒是引发人类季节性流感流行的主要病原，在特定情况下还会引发世界范围的流感大流行，对公众健康和世界经济造成严重的破坏。PA-X由甲型流感基因组的第三节段编码，包含一段来自PA蛋白的内切酶活性结构域以及一段通过核糖体移码形成的、特有的X-ORF区域。体外实验与动物实验都证明PA-X参与流感病毒感染后宿主免疫应答的调控过程，能够影响病毒致病力。我们利用大肠杆菌表达系统获得了全长的PA-X K134A蛋白及单独的X-ORF区。其中全长PA-X难以在体外正确复性，而X-ORF区为可溶表达并适用于晶体筛选。利用杆状病毒-昆虫细胞(Bac-to-Bac)表达系统，我们也获得了可溶表达的全长PA-X蛋白，并且尝试对其进行结晶。此外，我们还获得了几种能够与X-ORF结合的鼠源单克隆抗体，并测定了其可变区的序列，为更深入的研究PA-X蛋白的结构和功能奠定了基础。　　第三部分的工作是针对宿主获得性免疫系统中的主要组织相容性复合体分子来进行的。主要组织相容性复合体分子（MHC分子）参与脊椎动物获得性免疫系统中抗原提呈的过程，同时也是针对获得性免疫系统的比较基因组学研究的优秀素材。硬骨鱼类是最大的脊椎动物类群，同时也是具有获得性免疫系统的低等类群之一。对硬骨鱼类MHC进行研究，是理解早期获得性免疫系统进化历史的有效手段。在大西洋鲑（Salmo salar）这一重要经济鱼种中，UBA是唯一已知的I型MHC基因位点。而在UBA位点的众多等位基因中，UBA*0301这一单体型因其对于大西洋鲑的恶性病毒ISAV的抗性而受到广泛关注。本研究中，我们在大肠杆菌中以包涵体形式表达了大西洋鲑的UBA*0301及β2m蛋白，并尝试用不同的多肽获得复性的MHC复合体。在此过程中，我们也发现UBA*0301可以不结合轻链和多肽而单独进行复性，并且对UBA*0301的单体进行了纯化与晶体筛选。　　综上所述，我们对几种生物大分子的结构特征进行了研究。这些大分子或参与病毒复制过程，或作为宿主抗原递呈的重要元件，或调节病毒与宿主的相互作用，都是病毒感染与宿主免疫应答中不可或缺的。我们的发现不仅增进了对于病毒与宿主相互作用的认识，也为以后抗病毒药物的开发提供了潜在靶点。