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诺如病毒(Norovirus，NoVs)属于杯状病毒科诺如病毒属，是引起人类非细菌性传染性急性胃肠炎最主要的病原体，在全世界范围内都具有较高的致病率和致死率。诺如病毒包含5个基因族，其中GⅠ和GⅡ基因族主要感染人。诺如病毒衣壳蛋白的P结构域以二体形式突出于病毒颗粒最外侧，在诺如病毒与宿主相互作用和受体识别过程中发挥重要作用。 诺如病毒能够通过与人类组织-血型抗原(histo-blood group antigens，HBGAs)结合对宿主进行特异性侵染，其中，GⅠ与GⅡ基因族采用两种截然不同的结合模式。在已有研究中，GⅡ基因族与宿主组织-血型抗原特异性选择的基因与进化关系已经得到比较完整的阐明，然而GⅠ基因族中仅有三个毒株(GⅠ.1Norwalk virus，GⅠ.2 FUV258，GⅠ.7 TCH060)与受体结合界面的结构得到解析，且其宿主结合模式相似，并不能覆盖GⅠ基因族全部受体结合模式，因此GⅠ基因族与受体的相互作用模式和机理尚不清晰。 Boxer作为GⅠ基因族的代表毒株之一，具有与其他已知结构毒株完全不同的受体识别模式，仅能识别Lewis型(Le)抗原，不能识别A和H型抗原，而其他三个有结构基础的毒株均可以识别A/H/Le型抗原。本研究分别解析了BoxerP蛋白二体与Lewisb(Leb)和Lewisy(Ley)抗原寡糖分子的复合物结构，并与GⅠ基因族已解析的其他三个结构进行了对比。Boxer与人类组织-血型抗原的结合界面由两部分组成，包括一个保守的中心结合口袋(central bindingpocket，CBP)，可以与二糖前体中的β-半乳糖结合，以及一个由5个氨基酸组成的Lewis抗原表位结合位点，其中3个连续的氨基酸残基来自P1亚结构域的P-loop环，S-loop环也贡献了1个氨基酸残基，这在其他GⅠ基因族中尚未被发现。同时，在其他GⅠ基因族中存在的H抗原决定簇乙酰氨基结合位点在Boxer中却并不存在。在GⅠ基因族中，虽然CBP位点高度保守，其周围区域却比较灵活，使结合界面的结构具有多样性。这种结构灵活性使Boxer针对宿主Lewis型抗原进行了选择性进化，导致H抗原决定簇乙酰氨基结合位点的退化甚至消失，产生稳固的Lewis抗原结合位点。 本研究通过对Boxer P蛋白与人类组织-血型抗原寡糖分子复合物三维结构及功能进行研究，阐明了诺如病毒GⅠ基因族Boxer毒株与人类组织-血型抗原相互作用的分子机制，为进一步明晰GⅠ基因族的进化路径提供了结构生物学依据。结合GⅠ基因族已有的其他结构基础，证实了保守的CBP口袋可以维持GⅠ基因族的家族特征，而CBP周围可变性较强的区域则使得病毒可以变化结构以适应新宿主中的组织-血型抗原分子，这与已探明的GⅡ基因族进化机制很相似。因此，虽然采取的结合模式不同，但诺如病毒不同基因族可能经历了类似的由组织-血型抗原驱动的趋异进化过程，这具有非常重要的生物学意义，可能为诺如病毒的预防和药物治疗提供新的策略和思路，为更深入地研究诺如病毒与宿主相互作用、宿主范围以及疾病防控、疫苗和抗病毒药物研发等提供坚实的科学依据。