2020年11月2日

研究为遏制冠状病毒的侵袭性提供了线索

塔尔图大学爱沙尼亚研究人员的最新研究解释了冠状病毒在攻击细胞之前是如何被激活的,并且有什么能阻止这种现象。该研究发表于 科学报告, 使我们更进一步地了解了SARS-CoV-2为何如此迅速和激进地传播。研究的病毒激活机制也是开发用于治疗COVID-19的药物的潜在目标之一。

塔尔图大学的分子生物学家MihkelÖrd和Ilona Faustova以及Mart Loog教授将导致当前电晕大流行的SARS-CoV-2和其他冠状病毒(SARS-CoV-1和MERS-CoV引起的大流行)的细胞进入机制进行了比较。中东呼吸综合征,分别在2003年和2012年爆发。该研究集中于形成刺突蛋白的刺突蛋白,这些蛋白我们可以从 。 SARS-CoV-2刺突蛋白由两部分组成(见图1)。尖峰的尖端就像探测器一样,寻找适合的细胞。在细胞中,信息的交换是由发送和接收化学信号的各种蛋白质介导的。病毒利用这些蛋白质进入细胞。

SARS-CoV-2突突蛋白解决的一种蛋白是存在于人体许多细胞中的弗林蛋白酶。 Furin的任务是裂解蛋白质,就像生物剪刀一样。不同的酶影响不同的蛋白质。在其他蛋白质中,弗林蛋白酶还可以切割SARS-CoV-2刺突蛋白,从而去除其类似检测器的尖端。之后,刺突蛋白的其余部分通过与细胞膜融合并使病毒进入细胞而开始起作用。

“许多病毒使用相似的逻辑。它们具有受体结构域和结合结构域,但是使用宿主的不同酶。在某种程度上,这也影响了病毒在体内的功能方式。不同的酶在不同的组织中表达。弗林蛋白酶在整个人体中都有表达,因此该病毒可以进入的细胞范围非常广泛。我们可以推测这就是该病毒特别具有攻击性的原因。”塔尔图大学生物医学技术博士学位的MihkelÖrd解释说。 UT)。

从细胞分裂到驯服病毒

MihkelÖrd和UT分子生物学高级研究员Ilona Faustova在日常工作中研究了什么会影响细胞分裂以及如何影响细胞分裂。他们特别注意磷酸化-一种化学反应,其中的磷酸基团与蛋白质相连。结果,蛋白质的初始任务或活性可能改变,这允许在某些条件下控制细胞内过程。

酶处理蛋白质的方式取决于蛋白质中氨基酸的模式或短线性基序。蛋白质由20种不同的氨基酸组成,氨基酸的短线性基序可以编码重要的生物学信息。在分析新型冠状病毒的刺突蛋白序列时,塔尔图(Tartu)研究人员很快注意到,在应该将刺突蛋白切成两个的关键部位,可能存在三个具有不同任务的基序。当冠状病毒的传播变成大流行时,厄德和福斯托娃决定研究这些预测的基序在现实生活中是否起作用,以及它们如何影响病毒的生命周期。

“我们订购了冠状病毒的DNA序列,合成并从 产生了突变,以检测弗林蛋白酶敏感位点并了解磷酸化如何影响它们。刺突蛋白中有超过一千个氨基酸,但是对于这一过程,只有一小部分是重要的。我们致力于该站点,并开始对其进行更详细的研究。”

分析显示,在一个基序的情况下,弗林蛋白酶切割位点在新型冠状病毒中非常特异地编码。 “令人惊讶的是弗林蛋白酶有效切割SARS-CoV-2突突蛋白基序的能力。相比之下,我们分析了引起MERS和SARS的病毒中的基序仅略有不同:弗林蛋白酶未能切割它们。裂解位点被另外两个基序围绕,其磷酸化完全抑制了穗的弗林蛋白酶裂解 。这些发现提供了有关哪些过程可能影响该病毒生命周期以及为什么这种新型病毒比前两种更成功的新信息。”

“在我们的研究中,我们始终以这样的思想为指导:我们越了解不同的分子机制,就越有可能有意地影响或控制它们。由于所研究的基序在不同的蛋白质中重复存在,因此它们的描述可以对许多蛋白质的功能和调控。首次公开发表的发现已经证实弗林蛋白酶抑制剂可以抑制SARS-CoV-2的复制,并可能具有潜在的药物应用前景。”

电晕危机使研究系统经受考验

Faustova补充说,日冕大流行揭示了全球研究界的合作能力。 “多年来,我们已经研究了不同基序的编码酶信号,这使我们能够有助于理解 基于我们的专业知识。全世界数百个实验室都做了同样的事情。在危机中,其他项目被暂停以共同关注新病毒。在过去的九个月中,世界生命科学家取得了长足的进步。我们以前从未设法加入我们的所有力量,并对单个关键过程进行详细研究。每天都会出版该领域的高质量出版物。这给了我们希望,电晕疫苗和药物可能很快就会到达我们身边。”

根据Mart Loog的说法,所有这一切还可以使我们得出一个清醒的结论:“将来,病毒从鸟类和动物向人类的传播可能会再次发生甚至更加频繁。电晕大流行表明,还有许多其他重要研究(例如,由于一种病毒而使癌症停顿了)为了解决人类的关键问题,至关重要的是要大大提高全球生命科学的能力,这需要成倍增加资金投入。能够解决多个同时发生或连续发生的危机。”卢格补充说,生物恐怖主义也越来越被视为日益增加的安全风险。要阻止恐怖分子,研究必须始终比恐怖分子领先一步。为此,我们需要投资研究。



更多信息: MihkelÖrd等。 Spike S1 / S2位点的序列可在SARS-CoV2中(但在SARS-CoV1或MERS-CoV中)通过弗林蛋白酶和磷酸调节进行切割, 科学报告 (2020)。 DOI:10.1038 / s41598-020-74101-0
期刊信息: 科学报告

Provided by 爱沙尼亚研究理事会
引文: 研究提供了遏制冠状病毒侵略性的线索(2020年11月2日) 2020年11月2日检索 from //xasqxhb.com/news/2020-11-clues-curbing-aggressive-nature-coronavirus.html
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