新冠易于人传人原因:其刺突蛋白与ACE2结合强度比SARS强十倍

来源:转化医学网

导读:德克萨斯州麦克莱伦的研究小组的实验表明,新冠病毒刺突蛋白与人细胞上的受体(称为血管紧张素转换酶2(ACE2))结合的强度至少比SARS病毒中的刺突蛋白强十倍;西雅图华盛顿大学的结构病毒学家韦斯勒的团队也发现了这一点,这表明该受体是疫苗或疗法的另一个潜在靶标。

近日,nature上发表一篇重要结果,根据对冠状病毒的传染原因进行的各项研究,该病毒表面上的一种蛋白质,可以解释为什么它如此容易地感染人类细胞。

新冠易于人传人原因:其刺突蛋白与ACE2结合强度比SARS强十倍

其他小组正在研究新的冠状病毒进入人体组织的门道——细胞膜上的受体。细胞受体和病毒蛋白都为药物阻断病原体提供了潜在的靶标,但研究人员表示,现在还为时过早。

“理解病毒传播的关键是其遏制和未来的预防,” 西雅图华盛顿大学的结构病毒学家戴维?韦斯勒(David Veesler),于2月20日把他团队对病毒蛋白的发现上传到生物医学预印本服务器bioRxiv上。  这种新病毒的传播比引起严重急性呼吸系统综合症或SARS(也称为冠状病毒)的传播要容易得多,而且感染的人数是感染SARS人数的十倍以上。

          尖刺入侵者  为了感染细胞,冠状病毒使用结合细胞膜的“尖峰”蛋白,该过程被特定的细胞酶激活。对新冠病毒的基因组分析表明,它的刺突蛋白不同于近亲,并暗示该蛋白上有一个被称为弗林蛋白酶的宿主细胞酶激活的位点。

华中科技大学的结构生物学家李华说,这很重要,因为弗林蛋白酶存在于许多人体组织中,包括肺,肝和小肠,这意味着该病毒具有攻击多个器官的潜力。爆发地点在中国武汉。李华还说,这一发现可以解释一些在人的冠状病毒,如肝功能衰竭观察到的症状。他也共同撰写了预印本服务器ChinaXiv上2月23日的发布病毒的遗传分析说。他说,SARS和其他与新病毒属相同的冠状病毒没有弗林蛋白酶激活位点。

纽约州伊萨卡市康奈尔大学的病毒学家加里·惠特克(Gary Whittaker)说,弗林蛋白酶激活位点“将病毒设置为与SARS完全不同,并可能影响病毒的稳定性并因此影响传播”。他的研究小组在2月18日又在bioRxiv上发表了另一篇有关冠状病毒的刺突蛋白的研究。

其他几个小组还确定了激活位点,可能使病毒能够在人与人之间有效传播。他们指出,这些位置也存在于其他易于在人与人之间传播的病毒中,包括严重的流感病毒株。在这些病毒上,激活位点在称为血凝素的蛋白质上,而不是在刺突蛋白上。

          敦促谨慎  但是一些研究人员对于夸大激活位点在帮助冠状病毒更容易传播方面的作用持谨慎态度。德克萨斯大学奥斯汀分校的结构生物学家杰森?麦克莱伦(Jason McLellan)说:“我们不知道这是否会很重要,他与他人共同撰写了另一篇冠状病毒的结构分析,该分析于2月20日发表在《科学》杂志上。

其他科学家则警惕将流感病毒上的弗林蛋白酶激活位点与新型冠状病毒上的弗林蛋白酶激活位点进行比较。澳大利亚悉尼新南威尔士大学的病毒学家彼得·怀特(Peter White)说,流感病毒表面的血凝素蛋白与冠状病毒中的刺突蛋白不相似或不相关。

伊利诺伊大学芝加哥分校的病毒学家李俊荣说,造成最致命的大流行的流感病毒(1918年西班牙流感大流行)甚至没有弗林蛋白酶激活位点。

惠特克说,需要在细胞或动物模型中进行研究以测试激活位点的功能。他说:“冠状病毒是无法预测的,好的假设常常被证明是错误的。”他的团队目前正在测试去除或修饰该位点如何影响刺突蛋白的功能。

          药物目标  李俊荣的团队还正在研究可能会阻止弗林蛋白酶的分子,可以将其作为可能的治疗方法进行研究。但是由于爆发,他们的进展缓慢。李住在校园里,是目前唯一能够访问其团队实验室的成员。

德克萨斯州麦克莱伦的研究小组发现了另一种特征,可以解释为什么新的冠状病毒如此成功地感染人类细胞。他们的实验表明,刺突蛋白与人细胞上的受体(称为血管紧张素转换酶2(ACE2))结合的强度至少比SARS病毒中的刺突蛋白强十倍。韦斯勒的团队也发现了这一点,这表明该受体是疫苗或疗法的另一个潜在靶标。例如,一种阻断受体的药物可能会使冠状病毒更难进入细胞。

参考文献:

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00660-x

 

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