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揭示新冠病毒刺突蛋白中的聚糖在病毒感染中起着重要作用

发布时间:2020-10-12


 新型冠状病毒SARS-CoV-2导致2019年冠状病毒病(COVID-19),如今正在全球肆虐。科学家们正在加班加点地开发疫苗和药物,以便挫败SARS-CoV-2。许多努力都集中在这种冠状病毒刺突蛋白(S蛋白)上,S蛋白与人体细胞表面上的血管紧张素转换酶2(ACE2)结合,从而使得这种病毒进入细胞。如今,在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校、德克萨斯州大学奥斯汀分校和爱尔兰梅努斯大学的研究人员发现作为一类对S蛋白进行修饰的糖分子,聚糖(glycan)在这一过程中发挥着积极的作用,这可能为开发疫苗和药物提供了新的靶标。相关研究结果近期发表在ACS Central Science期刊上,论文标题为“Beyond Shielding: The Roles of Glycans in the SARS-CoV-2 Spike Protein”。


在SARS-CoV-2 的S蛋白与人体细胞表面上的ACE2相互作用之前,S蛋白会改变形状以暴露它的受体结合结构域(RBD),即这种蛋白中与ACE2相互作用的部分。像许多病毒蛋白一样,S蛋白的表面包裹着一层厚厚的聚糖。这些连接在特定位置的聚糖有助于保护这种病毒蛋白免受宿主免疫系统的破坏。在这项新的研究中,这些研究人员想知道SARS-CoV-2 S蛋白中的某些聚糖是否也可能在这种病毒感染过程中发挥着积极作用。

为了找到答案,这些研究人员利用结构数据和糖组学数据建立了嵌入病毒膜中的SARS-CoV-2 S蛋白的分子动力学模型。这些呈现了S蛋白中每个原子的详细快照的计算机模型揭示了在S蛋白的某些位置(N165和N234)与这种蛋白连接在一起的N-聚糖有助于稳定让RBD暴露出来的形状变化,从而可能有助于促进感染。这些模型还确定了S蛋白中未被聚糖包裹的区域,这些区域容易受到抗体的攻击,特别是在形状变化之后。

在利用生物膜层反射光干涉开展的实验室实验中,他们发现,通过突变让S蛋白的N165和N234位点不再携带聚糖,可以减少S蛋白与ACE2的结合。

这些研究人员表示,这些研究结果为开发对抗这种流行病威胁的新策略奠定了基础。


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