2021-04-20
 
科学家发现病毒细胞相互作用可能解释了COVID-19的高感染率
2021年04月20日   阅读量:154

利哈伊大学的生物工程研究人员已经确定了人类细胞中的受体与SARS-CoV-2的尖峰(S)蛋白(导致COVID-19的病毒)之间存在以前未知的相互作用。这一新信息可能有助于开发新策略,以阻止SARS-CoV-2进入人体细胞。


X. Frank Zhang和Wonpil Im从最近的研究中了解到,人细胞中SARS-CoV-2突突蛋白与血管紧张素转化酶2(ACE2)受体之间的相互作用要强于结构相同的SARS-C突突蛋白之间的相互作用中国化工网okmart.com。 CoV-1(导致2002-2004年SARS爆发的病毒)和相同的受体。


“我们的目标是鉴定SARS-CoV-2的特征并研究其在人细胞侵袭过程中的蛋白质-蛋白质相互作用,以提供更多洞察力,从而使成功进行侵袭过程的第一步成为可能,”张副教授说。 Lehigh的生物工程和机械工程与力学专业。


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他们的发现发表在3月中旬刊登在《生物物理杂志》特刊“生物物理学家应对Covid-19挑战I”上的一篇名为“ SARS-CoV-2尖峰RBD与人ACE2蛋白质-蛋白质相互作用的生物力学表征”的文章中。其他作者包括来自利哈伊大学的:生物工程学的曹文鹏,侯德成和金成汉;机械工程与力学专业的Chuqiao Dong;以及来自纽约血液中心Lindsley F. Kimball研究所,Wanbo Tai和Du Lanying的人。


使用结合的单分子力谱和分子动力学模拟,Zhang和Im的团队能够识别ACE2聚糖(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。这种相互作用似乎负责加强病毒-细胞相互作用。他们说,与引起2002-2004年SARS爆发的类似病毒相比,这可以部分解释COVID-19的较高感染率。


“我们惊讶地发现,ACE2聚糖与SARS-CoV-2突突蛋白之间的特异性相互作用使得病毒从细胞中的分离变得如此困难,”生物工程,计算机科学,化学教授伊姆说。和生物科学,以及里海(Lehigh)的健康,科学和工程专业总统指定主席。


为了得出这些发现,研究小组采用了张的创新性单分子检测技术,测量了刺突蛋白与ACE2受体相互作用的分离力。通过使用Im开发的CHARMM-GUI中可用的复杂系统的全原子分子动力学模拟,他们随后确定了这种相互作用中的详细结构信息。


张说:“在我们小心地去除了所有ACE2聚糖并测量了相互作用的力之后,我们发现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:“与结构相似的SARS-CoV-1相互作用较弱的情况相比,这种新发现的与ACE2聚糖的相互作用可能是导致COVID-19发生率更高的一个因素。” “我们希望研究人员能够利用这些信息来开发新的策略,以识别,预防,治疗和接种针对COVID-19的疫苗。”


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