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新冠病毒S蛋白高清结构,有望助力疫苗开发

时间:2020-02-20 09:52来源:新浪科技综合 作者:新浪科技综合 点击:
今日,顶尖学术期刊《科学》在线发表了一篇关于新冠病毒的最新研究论文。来自德克萨斯大学奥斯汀

【直报网北京2月20日讯】(新浪科技综合)今日,顶尖学术期刊《科学》在线发表了一篇关于新冠病毒的最新研究论文。来自德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)的一支团队利用冷冻电镜技术,揭示了新冠病毒表面S蛋白三聚体的高清结构。这一信息对于我们了解新冠病毒如何识别和进入细胞,以及如何对其设计有效的疗法或疫苗,有着重要的指导意义。

S蛋白——新冠病毒的攻城锤

如果把人类的细胞比作是一座防御坚固的城池,那么S蛋白就是新冠病毒入侵这座城池的“攻城锤”。具体来看,这是一种三聚体蛋白,有着大量糖基化的修饰。它虽然看起来像一枚长长的钉子,却会在结合细胞表面的受体后,发生“变形”,将病毒包膜与细胞膜融为一块儿,从而将病毒内的遗传物质注入细胞,感染细胞。

可想而知,如果我们能看清这个“攻城锤”的模样,就能见招拆招,找到其中的软肋,助力开发出针对新冠病毒的药物和疫苗。而冷冻电镜技术,正是一种能够让我们看清蛋白结构的工具。

3D结构揭示作用机理

根据最早报道的新冠病毒基因组序列,研究人员们表达了新冠病毒S蛋白的膜外结构域(ectodomain),并在蛋白C端引入了两个脯氨酸突变,以求起到稳定蛋白的作用。先前的论文也表明,这样的做法在同类冠状病毒中确实能起到稳定的效果。

在表达了这些融合前(prefusion)的S蛋白后,利用冷冻电镜技术,科学家们获得了S蛋白的3D结构,分辨率达到了3.5埃(1埃 = 0.1纳米)。对该3D结构的分析发现,其受体结合域(RBD)会上下移动——向上时,S蛋白能够通过这个受体结合域,与细胞表面的受体结合;向下时,与受体结合的部位就会隐藏起来。这有点像我们生活中见到的一些USB盘,只有把接口推出后,才能接到电脑上。

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