疟疾的症状发生在感染的血液阶段，此时寄生虫侵入人体红细胞并在其中复制。PfPCRCR复合物1包含PfRH5(参考文献2、3)、PfCyRPA、PfRIPR、PfCSS和PfPTRAMP，对于最致命的人类疟原虫恶性疟原虫侵入红细胞至关重要。针对这些保守蛋白中的每一种的抗体3、4、5、6或纳米抗体1都可以预防侵袭，使它们成为主要的血液阶段疟疾疫苗候选者。然而，人们对PfPCRCR在入侵过程中如何发挥作用知之甚少。在这里，我们展示了通过低温电子显微镜测定的PfRCR复合物7、8的结构，其中包含PfRH5、PfCyRPA和PfRIPR。我们测试了PfRH5打开插入膜的假设9，结果表明刚性的、二硫键锁定的PfRH5可以介导有效的红细胞侵袭。我们通过建模和红细胞结合测定表明，PfCyRPA结合抗体5通过空间机制中和入侵。我们确定了PfRIPR的结构，表明它由灵活连接到细长尾部的有序多域核心组成。我们还表明，作为生长中和抗体6靶标的PfRIPR的延长尾部与寄生虫膜上的PfCSS-PfPTRAMP复合物结合。因此，模块化PfRIPR通过细长的尾部与裂殖子膜相连，其结构核心呈现PfCyRPA和PfRH5与红细胞受体相互作用。这为红细胞侵袭的分子机制提供了新的见解，并为合理疫苗设计的新方法开辟了道路。

恶性疟原虫对红细胞的入侵涉及一系列严格有序的事件，从寄生虫的裂殖子形式接触红细胞时开始10,11。随后，红细胞表面发生强烈的肌动蛋白依赖性变形，裂殖子重新定向，将其顶极置于红细胞膜附近。顶端细胞器的放电释放了入侵所需的机制，包括PfRCR复合体。这导致裂殖子-红细胞接触部位的钙峰值以及裂殖子和红细胞之间移动连接的形成。然后寄生虫主动进入红细胞内部，紧接着受感染的红细胞发生一系列变形，寄生虫在液泡内建立。

红细胞入侵的这些阶段需要多种宿主-寄生虫相互作用，其中许多是由具有冗余功能的蛋白质家族介导的10。然而，当PfRH5(参考文献12、13)和含有红细胞受体basigin14、15的膜复合物之间的相互作用被阻止时，尚未发现恶性疟原虫菌株能够侵入红细胞。事实上，PfRH5和basigin都是侵袭中和抗体的靶标4、14、16、17，并且PfRH5免疫在疟疾Aotus模型中具有保护作用12并在人类攻击模型中延迟症状的发作13。PfRH5与PfCyRPA和PfRIPR组装形成三联PfRCR复合物7,8,18。PfCyRPA和PfRIPR对于红细胞侵袭也是必需的，并且是侵袭阻断抗体的靶标5,6,7,19,20,21。最近，含有两种裂殖子表面蛋白PfCSS和PfPTRAMP的复合物已被证明可以与PfRCR结合，并且确定了PfCSS的结构1。RIPR、CSS和PTRAMP相互作用首先在诺氏疟原虫中发现，这些蛋白对于诺氏疟原虫的入侵也是必需的22。已鉴定出针对PfCSS和PfPTRAMP1的侵袭中和纳米抗体，并且PfPCRCR的所有五个成员都是血期疟疾疫苗的潜在成分。

尽管PfRCR复合体的每个成分都有重要功能，但它们在侵袭过程中的作用却是神秘的。阻断PfPCRCR任何成员的功能会在入侵过程中的同一步骤停止红细胞的入侵，从而防止寄生虫-红细胞界面处钙浓度的增加，这一事件被认为发生在移动连接形成之前1。已经提出了几种PfRH5功能模型，其中一种模型表明PfRH5和PfRIPR经历了实质性构象变化以插入红细胞膜，形成孔9，另一种模型表明PfRH5调节信号通路，导致入侵期间细胞骨架发生变化23。然而，这两个假设都没有得到强有力的支持。为了进一步了解PfRCR在侵袭中的作用，我们使用低温电子显微镜(cryo-EM)以3.0Å分辨率确定了其结构，并评估了PfRH5和PfRIPR在侵袭中的作用。

PfRCR复合物的结构

尽管PfRH5(参考文献3、4)和PfCyRPA5的晶体结构均可用，但PfRCR的结构信息仅限于复合物分辨率约为7Å的冷冻电镜图9。之前的研究并未实现更高的分辨率，因为PfRCR复合体在玻璃化时采用了首选方向，从而阻碍了均匀成像并降低了后续三维重建的分辨率。PfRH5和PfCyRPA的晶体结构可以对接到该图中，从而提供对PfRCR架构的深入了解，但这既不能产生有关PfRIPR结构的原子级信息，也不能产生PfRCR组分之间的相互作用。为了提供PfRCR的原子分辨率模型，我们评估了与PfRH5或PfCyRPA结合的单克隆抗体的Fab片段降低PfRCR采用首选方向的可能性的能力。与入侵中和抗PfCyRPA抗体Cy.003(参考文献5)的Fab片段结合的PfRCR复合物(扩展数据图1a、b)具有足够均匀的颗粒分布，可生成一致的冷冻电镜图全局分辨率为3.0Å(图1a，扩展数据图1c、d和2以及扩展数据表1)。

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