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新冠病毒刺突柔性结构发现 可灵活寻找与靶细胞对接受体-看天下新闻网

海外新闻 1个月前 (08-20) 9次浏览

  新冠病毒刺突柔性结构发现

  可灵活寻找与靶细胞对接受体

国际战争“流行病”行动

柏林,8月19日,科技日报(记者李珊)最近,德国科学家利用高分辨率成像和计算机辅助的方法分析了新型冠状病毒的棘突结构,发现病毒表面的棘突可以像拴在绳上的气球一样移动,并灵活地搜索与靶细胞对接的受体。本研究有助于了解棘蛋白在开发有效疫苗过程中的免疫学特性。相关成果于8月18日发表在《科学》杂志的网络版上。

在对抗新型冠状病毒的斗争中,科学家们正在对疫苗和疗法进行深入研究。新型冠状病毒需要在其表面有刺状物来穿透受体细胞。德国保罗埃利希研究所与海德堡欧洲分子生物学实验室(EMBL)和法兰克福马克斯普朗克生物物理研究所的科学家合作,利用高分辨率成像和计算机辅助方法分析新型冠状病毒尖峰的结构。科学家已经发现,尖峰有意想不到的运动特征。

新型冠状病毒需要其表面的尖峰蛋白与人类细胞表面的特定受体结合,并以这种方式感染细胞。这些穗状结构是COVID-19疫苗开发的中心,因为它们旨在诱导作为抗原的人类免疫反应,从而保护人体免受COVID-19肺炎。研究人员正在深入研究新的冠状病毒,特别是其表面结构,以获得有关疫苗和治疗感染患者的有效药物的知识。其中,空间结构的知识非常重要,对穿透靶细胞的过程具有重要意义。

科学家们结合了最新的技术,如冷冻电子显微镜层析成像、亚断层平均和分子动力学模拟,以几乎原子分辨率分析病毒的分子结构。科学家们从感染细胞的上清液中获得了新的冠状病毒颗粒,然后借助EMBL最新的电子显微镜技术绘制了266张冰冻断层图像,显示了大约1000种不同的新冠状病毒颗粒,每种病毒表面平均分布有40个尖峰。通过子图平均和图像处理,获得了近4万个尖峰的重要结构信息。

该研究发现了可用于疫苗开发的积极结果:在自然条件下,球根状或V形穗状物的上部具有一种结构,这种结构可被疫苗开发中使用的重组蛋白很好地复制。然而,将球形部分固定在病毒表面的茎的发现是全新的。直到现在,人们对这种结构知之甚少。科学家发现这部分结构非常灵活。在图像中,它很少是直立的,而是向各个方向倾斜。研究小组确定了干细胞的四个不同区域,分别命名为“臀部”、“膝盖”和“脚踝”,最后是嵌入细胞膜的“脚”区域。研究人员将分子动力学模拟和冷冻断层成像技术结合起来,证明这些部件可以进行弯曲运动。数据表明,含有受体结合区和与靶细胞融合所需的突刺的球形部分与柔性茎相连。

保罗埃利希研究所的雅克克林斯洛克教授说:“病毒表面的尖刺可以像绑在绳子上的气球一样移动,所以很容易找到与目标细胞对接的受体。”进一步的研究还表明,在刺的茎中有许多聚糖链。这可以给茎一层保护层,保护它免受中和抗体的侵害。现在我们可以在进一步的实验中发现这一点,这将有助于我们在开发有效疫苗的过程中了解尖峰蛋白的免疫学特性。

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