深入研究关键的SARS-CoV-2蛋白是研制新型COVID-19药物和疫苗的重要一步

冠状病毒N蛋白

SARS-CoV-2的核衣壳磷蛋白(蓝色)(N)(灰色)在SARS-CoV-2感染周期的多个过程中起关键作用,包括复制和转录,以及包装和保护基因组RNA(红色)。N蛋白以二聚体形式存在于溶液中,主要通过其N端结构域与gRNA相互作用。N以多价结合RNA,当更多的N蛋白可用时,RNA和蛋白质之间发生稳定的相互作用,从而形成有组织的核衣壳。Cy3荧光标记1-1000个RNA的荧光成像显示,RNA-Cy3在加入FL-N后,变得有组织和浓缩(红色斑点背景)。资料来源:俄亥俄州立大学理学院

俄勒冈州立大学科学学院的研究人员已经迈向新药和疫苗的关键步骤新型冠状病毒肺炎深入潜入一种蛋白质的互动SARS-CoV-2遗传物质。

病毒的核衣壳蛋白,或称N蛋白,是疾病对抗干预的主要目标,因为它在新型冠状病毒的感染周期中发挥关键作用,而且它的突变速度相对较慢。以N蛋白工作为基础的药物和疫苗具有在较长时间内高度有效的潜力,即不容易产生耐药性。

在SARS-CoV-2蛋白中,N蛋白是病毒核糖核酸最大的合作伙伴。RNA持有病毒获取活细胞(如人类细胞)的遗传指令,使其产生更多的细胞,而N蛋白与RNA结合并保护它。

发表在《生物物理期刊,发现是对N蛋白的额外研究及其与RNA相互作用的重要跳跃点,作为彻底看SARS-COV-2感染,传输和控制机制的一部分。

俄勒冈州的生物化学和生物物理学教授Elisar Barbar,yabovip2021以及博士。候选人Heather Masson-Forsythe领导了本科生Joaquin Rodriguez和Seth Pinckney的帮助。研究人员使用了一系列生物物理技术,当与30,000核苷酸基因组的基因组RNA - 1,000个核苷酸的片段结合时,测量N蛋白的大小和形状的变化。

“基因组对病毒相当大,需要N个蛋白的许多拷贝,以粘在RNA上,以使病毒形状是病毒所需的球形,以便使其自身拷贝的更多副本,”Barbar表示。“我们的研究有助于我们量化需要的n份,并且当它们粘到RNA时,它们彼此的接近程度。“

Barbar表示,通过核磁共振具有大量RNA段的N的生物物理研究是罕见的,因为难以制备部分无序的N蛋白和长RNA段,易于聚集和降解,但这些研究是一种专业Barbar Lab。其他研究人员的研究通常限于大部分较小的RNA和较小的N蛋白片。

而不是看自己N蛋白的RNA结合区域,1000 -核苷酸视图允许科学家学习,结合的蛋白质更强烈的时候全身的二聚体,两个副本附加到另一个,识别区域的蛋白质,RNA绑定至关重要。

“全蛋白质具有结构性零件,但实际上非常灵活,所以我们知道这种灵活性对于RNA装订很重要,”Masson-Forsythe表示。“我们也知道,随着N蛋白开始与较长的RNA结合,结果是与一种结合方式相反的结合蛋白/ RNA复合物的各种集合。”

她说,阻碍N蛋白灵活性的药物将是药物研究人员的一种潜在途径。另一种可能性是药物可以破坏这些蛋白质/RNA复合物,这些复合物被证明具有特殊意义。

通过希瑟M. forsythe,Joaquin Rodriguez Galvan,Zhen Yu,Seth Pinckney,Patrick Reedon,Richard B. Cooley,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Zhu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Phillip Bu,Amber D.罗兰,詹姆斯S. Prell和Elisar Barbar,2021年3月29日,生物物理期刊
DOI:10.1016 / J.BPJ.2021.03.023

美国国家科学基金会早期概念探索性研究基金(EAGER)通过美国国家科学基金会分子和细胞生物科学部支持这项研究。在研究中使用的俄勒冈州核磁共振设施部分由国家卫生研究院和M.J. Murdock慈善信托基金资助,NIH也支持本地质谱数据采集部分的研究。

俄勒冈州立大学的Yu Zhen, Richard Cooley, Phillip Zhu和Patrick Reardon,以及俄勒冈大学的James Prell和Amber Rolland是该项目的其他研究人员。

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