新发现的病毒-细胞相互作用可能解释COVID-19的高感染率

SARS-COV-2穗蛋白如何与人ACE2受体结合

S蛋白质具有高度柔性的茎,由两个独立的关节组成。S蛋白的柔性运动使受体结合结构域具有各种取向,并且最可能的S蛋白质配置对于ACE2结合具有胜能。信誉:Yeolkyo Choi博士

Lehigh研究人员量化了穗蛋白的特定相互作用SARS-CoV-2-导致…的病毒新型冠状病毒肺炎-与人类细胞中的ACE2受体有关,这可能部分解释了其相对于SARS-CoV-1的高感染率。

生物工程研究人员雷伊大学已发现人类细胞中的受体与导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的刺突蛋白或“S”蛋白之间存在一种以前未知的相互作用。这些新信息有助于制定新的策略,阻止SARS-CoV-2进入人体细胞。

X. Frank张和Wonpil Im知道最近的研究表明,人类细胞中的SARS-COV-2穗蛋白和血管紧张素转换酶2(ACE2)受体之间的相互作用比SARS的结构上相同的尖峰蛋白之间的相互作用更强 -CoV-1,导致2002-2004 SARS爆发的病毒和同一受体。

“我们的目标是描述SARS-CoV-2和研究蛋白质相互作用在其入侵人体细胞提供更多的洞察的机制,使其成功入侵过程中第一步,”张说,副教授在生物工程和机械工程与力学里海。

他们的发现出现在一个名为“SARS-COV-2尖峰RBD和人ACE2蛋白 - 蛋白质互动的生物力学表征”的文章中的特刊生物物理期刊《生物物理学家应对Covid-19挑战I》于3月中旬发表。其他作者包括,来自里海大学:曹文鹏,侯德成和Seonghan Kim生物工程;机械工程与力学;来自纽约血液中心的Lindsley F. Kimball研究所,万博泰和杜兰英。

通过结合单分子力光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)与SARS-CoV-2刺突之间之前未知的相互作用。这种相互作用似乎是加强病毒-细胞相互作用的原因。他们说,这可能在一定程度上解释了COVID-19的感染率高于2002-2004年SARS爆发的类似病毒。

“我们惊讶地发现,ACE2聚糖与SARS-COV-2穗蛋白之间的具体相互作用是使病毒与细胞的分离如此困难,”我是生物工程,计算机科学,化学的教授yabovip2021和生物科学,以及Lehigh的总统赋予卫生,科学与工程职位。

为了抵达这些调查结果,该团队采用了张的创新单分子检测技术,测量了穗蛋白-ACE2受体相互作用的分离力。使用全部 -原子在分子动力学模拟复杂系统可用的CHARMM-GUI由Im开发,他们然后确定了详细的结构信息在这种相互作用。

“在我们小心地移除所有ACE2聚糖并测量相互作用的力量后,我们看到SARS-CoV-2的尖峰-ACE2相互作用的强度回落到类似于SARS-CoV-1的水平,”张说。

“这种新发现的与ACE2聚糖的相互作用可能是Covid-19更高率的贡献因素,而不是结构类似的SARS-COV-1,这具有较弱的相互作用,”张说。“我们的希望是,研究人员可以使用这些信息来制定新的策略来识别,预防,治疗和接种对Covid-19的疫苗。”

参考文献:《SARS-CoV-2 spike RBD和人类ACE2蛋白-蛋白相互作用的生物力学特征》作者:曹文鹏,董chuqiao, Seonghan Kim, Decheng Hou, Wanbo Tai, Lanying Du, Wonpil Im and X. Frank Zhang, 2012.017生物物理期刊
DOI:10.1016 / J.BPJ.2021.02.007

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