科学家发现了破坏SARS-CoV-2动态的机会,防止COVID-19传播

SARS-CoV-2感染人类细胞

SARS-CoV-2利用它的刺突蛋白附着在宿主细胞上。

的结构模型SARS-CoV-2当病毒与人类宿主细胞融合时,刺突蛋白揭示了一个破坏动态和阻止传播的机会。

根据2021年8月31日发表的一项研究,科学家模拟了SARS-CoV-2刺突蛋白结构从识别宿主细胞到进入宿主细胞的过渡过程eLife

研究表明,由刺突蛋白上的糖分子激活的一种结构可能对细胞进入至关重要,而破坏这种结构可能是阻止病毒传播的一种策略。

SARS-CoV-2生命周期的一个重要方面是它能够附着在宿主细胞上并转移其遗传物质。它通过刺突蛋白来实现这一点,刺突蛋白由三个独立的组成部分组成——一个将刺突固定在病毒上的跨膜束,以及位于病毒外部的两个S亚基(S1和S2)。为了感染人类细胞,S1亚基与人类细胞表面的ACE2分子结合,S2亚基分离并融合病毒和人类细胞膜。虽然这个过程是已知的,但它发生的确切顺序还没有被发现。然而,了解这些蛋白质结构的微秒级和原子级运动可以揭示潜在的靶蛋白新型冠状病毒肺炎治疗。

“目前的大部分SARS-COV-2治疗和疫苗都集中在病毒入侵的ACE2识别步骤,但替代策略是瞄准允许病毒与人宿主细胞保险丝的结构变化,”研究有限公司-authorjosén.nouchic,哈里c&olga k wies e赖斯大学,休斯顿,美国和理论生物理中心联合主任物理学教授。但是,实验探测这些中间的瞬态结构非常困难,因此我们使用了充分简化的计算机仿真来调查该大系统,而是保持足够的物理细节,以捕获S2子单元的动态,因为它在预融合和柱之间的转换时捕获S2子单元的动态- 模糊形状。“

该团队对被称为多糖的刺突蛋白上的糖分子的作用特别感兴趣。为了了解聚糖的数量、类型和位置是否通过介导这些中间峰的形成而在病毒细胞进入的膜融合阶段发挥作用,他们使用all-进行了数千次模拟原子基于结构的模型。这样的模型可以让你预测原子随时间的轨迹,考虑到空间力,也就是相邻原子如何影响其他原子的运动。

模拟结果显示,聚糖形成了一个“笼”,困住了S2亚基的“头部”,导致它在从S1亚基分离和病毒与细胞膜融合之间以中间形式暂停。当糖不存在时,S2亚基在这种构象中花费的时间要短得多。

模拟还表明,将S2头保持在特定位置有助于S2亚基招募人类宿主细胞并与它们的膜融合,这是通过允许来自病毒的称为融合肽的短蛋白的扩展。事实上,S2的糖基化显著增加了融合肽延伸到宿主细胞膜的可能性,而当没有聚糖时,这种情况发生的可能性很小。

“我们的模拟表明,聚糖可以诱导刺突蛋白转变期间的暂停。这为融合肽捕获宿主细胞提供了一个关键的机会,”美国波士顿东北大学理论生物物理中心和物理系副教授、合著者Paul C. Whitford总结道。“如果没有聚糖,病毒粒子很可能无法进入宿主。我们的研究揭示了糖是如何控制传染性的,它为实验研究影响这种普遍和致命病原体动态的因素提供了基础。”

参考文献:《SARS-CoV-2刺突蛋白控制细胞入侵的空间限制性重排》,Esteban Dodero-Rojas, Jose N Onuchic和Paul Charles Whitford, 2021年8月31日,eLife
DOI: 10.7554 / eLife.70362

1评论关于“科学家发现破坏SARS-CoV-2动态的机会,防止COVID-19传播”

  1. 霍华德·杰弗里·本德博士|2021年9月1日中午12点|回复

    阻止病毒进入细胞的疫苗当然很重要,但这只是战斗的一半。有些病毒会避开这些疫苗。

    所有的冠状病毒及其变体都有不同的蛋白质峰值,其中德尔塔有一种更有效地绕过疫苗。但真正的问题在于病毒本身,而不是它的蛋白质外壳,以及为什么最危险的(中东呼吸综合征、非典和Covid-19)传染性如此强。我的独立研究发现所有冠状病毒和人类基因组之间有多个百万分之一的核苷酸序列匹配。这些序列与人类tRNA的一些循环相同。利用这些环和它们的氨基酸密码匹配,病毒可能能够骗过细胞核膜,让病毒进入并与人类DNA结合,为进一步感染创造更多机会。我们的免疫系统可能会受损,可能不再能够阻止病毒和其他疾病攻击全身器官。根据达尔文效应,攻击病毒蛋白质外壳而忽略其内容的疫苗注定会失败,但认识到这些循环,为成功研制冠状病毒疫苗提供了一种可能的方法。在我的工作中,只考虑了感染过程,而没有考虑病毒的固有毒性。想了解更多信息,请查看YouTube,冠状病毒-利用你的DNA对抗你。https://www.youtube.com/watch?v=8dOIzD6ch8s

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