新发现的病毒与细胞的相互作用可能是COVID-19超高传染性的原因

2021年04月11日 19:26 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

理海大学的研究人员量化了SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒)的尖峰蛋白与人体细胞中的ACE2受体之间的特异性相互作用,这可能部分解释了其与SARS-CoV-1相比的高感染率。生物工程研究人员发现了人类细胞中的受体与SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒)的尖峰或 "S"蛋白之间以前未知的相互作用。这一新发现可能有助于开发阻止SARS-CoV-2进入人类细胞的新策略。

X. Frank Zhang和Wonpil Im从最近的研究中知道,SARS-CoV-2尖峰蛋白与人体细胞中的血管紧张素转换酶2(ACE2)受体之间的相互作用比引起2002-2004年SARS爆发的病毒SARS-CoV-1的结构相同的尖峰蛋白与相同受体之间的相互作用更强。

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"我们的目标是表征SARS-CoV-2,并研究其入侵人类细胞过程中的蛋白质-蛋白质之间的相互作用,以提供更多关于使其成功入侵过程的第一步成为可能的机制的见解,"Lehigh的生物工程和机械工程与力学副教授Zhang说。

他们的研究结果出现在3月中旬出版的《生物物理学杂志》特刊 "生物物理学家应对COVID-19挑战一 "中一篇名为 "SARS-CoV-2尖峰RBD与人类ACE2蛋白-蛋白相互作用的生物力学表征"的文章中。

利用单分子力谱和分子动力学模拟相结合的方法,研究团队能够识别出ACE2糖类(附着在蛋白质表面的糖基)和SARS-CoV-2尖峰之间以前未知的相互作用。正是这种相互作用似乎是加强病毒与细胞相互作用的原因。他们说,这可能部分解释了COVID-19与造成2002-2004年SARS爆发的类似病毒相比感染率更高的原因。

"我们惊讶地发现,ACE2聚糖和SARS-CoV-2尖峰蛋白之间的特殊相互作用是使病毒与细胞分离如此困难的原因,"Im说。为了得出这些发现,该团队采用了Zhang的创新单分子检测技术,测量尖峰蛋白-ACE2受体相互作用的分离力。利用Im开发的CHARMM-GUI中提供的复杂系统的全原子分子动力学模拟,他们就确定了这个相互作用中的详细结构信息。

"在我们小心翼翼地去除所有的ACE2聚糖并测量相互作用的力量后,我们看到SARS-CoV-2尖峰ACE2相互作用的强度回落到与SARS-CoV-1相似的水平,"张说。

"这种新发现的与ACE2聚糖的相互作用有可能是COVID-19比结构相似的SARS-CoV-1有更高的比率的原因之一,后者的相互作用较弱,"Zhang说。"我们的希望是,研究人员可能能够利用这些信息开发新的策略来识别、预防、治疗和接种COVID-19。"

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