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新冠病毒S蛋白高清結構,有望助力疫苗開發

時間:2020-02-20 09:52來源:新浪科技綜合 作者:新浪科技綜合 點擊:
今日,頂尖學術期刊《科學》在線發表了一篇關于新冠病毒的最新研究論文。來自德克薩斯大學奧斯汀

【直報網北京2月20日訊】(新浪科技綜合)今日,頂尖學術期刊《科學》在線發表了一篇關于新冠病毒的最新研究論文。來自德克薩斯大學奧斯汀分校(UT Austin)的一支團隊利用冷凍電鏡技術,揭示了新冠病毒表面S蛋白三聚體的高清結構。這一信息對于我們了解新冠病毒如何識別和進入細胞,以及如何對其設計有效的療法或疫苗,有著重要的指導意義。

S蛋白——新冠病毒的攻城錘

如果把人類的細胞比作是一座防御堅固的城池,那么S蛋白就是新冠病毒入侵這座城池的“攻城錘”。具體來看,這是一種三聚體蛋白,有著大量糖基化的修飾。它雖然看起來像一枚長長的釘子,卻會在結合細胞表面的受體后,發生“變形”,將病毒包膜與細胞膜融為一塊兒,從而將病毒內的遺傳物質注入細胞,感染細胞。

可想而知,如果我們能看清這個“攻城錘”的模樣,就能見招拆招,找到其中的軟肋,助力開發出針對新冠病毒的藥物和疫苗。而冷凍電鏡技術,正是一種能夠讓我們看清蛋白結構的工具。

3D結構揭示作用機理

根據最早報道的新冠病毒基因組序列,研究人員們表達了新冠病毒S蛋白的膜外結構域(ectodomain),并在蛋白C端引入了兩個脯氨酸突變,以求起到穩定蛋白的作用。先前的論文也表明,這樣的做法在同類冠狀病毒中確實能起到穩定的效果。

在表達了這些融合前(prefusion)的S蛋白后,利用冷凍電鏡技術,科學家們獲得了S蛋白的3D結構,分辨率達到了3.5埃(1埃 = 0.1納米)。對該3D結構的分析發現,其受體結合域(RBD)會上下移動——向上時,S蛋白能夠通過這個受體結合域,與細胞表面的受體結合;向下時,與受體結合的部位就會隱藏起來。這有點像我們生活中見到的一些USB盤,只有把接口推出后,才能接到電腦上。

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