这种新型冠状病毒利用其“刺突蛋白”吸附并侵入人体细胞。但一项新的研究表明,为了达到这个目的,这些尖峰会变成至少10种不同的形状。
在大流行开始时,科学家们迅速发现了刺突蛋白的结构,为疫苗和其他药物针对它铺平了道路。但是科学家们仍然对棘突蛋白和人类细胞外的“门把手”(称为ACE2蛋白)之间的相互作用知之甚少。例如,他们不确定蛋白质需要哪些中间步骤来启动融合过程, ,然后打开细胞,最终将病毒物质倾倒进细胞。
“刺突蛋白是目前众多研究的焦点,”联合第一作者唐纳德·本顿(Donald Benton)说,他是英国弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)疾病过程结构生物学实验室的博士后研究员。了解它是如何工作的“非常重要,因为它是大多数疫苗接种尝试和许多诊断工作的目标。”
为了了解感染的过程,Benton和他的团队在实验室里混合了人类ACE2蛋白质和spike蛋白质,然后他们使用非常冷的乙烷液体快速冷冻这些蛋白质,使它们“悬浮在一种特殊的冰中,”Benton告诉Live Science。然后,他们将这些样本放在低温电子显微镜下,获得了成千上万的高分辨率图像,显示了在与ACE2受体结合的不同阶段冻结的spike蛋白。
他们发现,刺突蛋白在与ACE2受体结合时发生形状变化。在刺突蛋白第一次结合后,它的结构变得更加开放,允许更多的结合(想象一下,198客户端APP198优惠活动如何登录,如果一个人张开双臂,拥抱他会变得多么容易)。根据一份声明,刺突蛋白最终会在ACE2的三个结合位点与之结合,显示出它是“中心核心”。这最后的结构可能会让病毒融合到细胞膜上。
“与大多数病毒刺突蛋白相比,这是一个非常复杂的受体结合过程,”Benton说。“流感和艾滋病毒有一个更简单的激活过程。”冠状病毒被刺突蛋白覆盖,198彩平台黑钱吗,从没听过198彩黑钱的消息198彩娱乐,一直以来198彩票平台官网打的旗号就是不黑钱,信誉好,技术666,游戏彩种丰富,很可能只有一小部分经历了这些构象变化,与人类细胞结合并感染它们,Benton说。
“我们知道,峰值可以采用我们所说的所有这些状态,”联合第一作者Antoni Wrobel说,他也是弗朗西斯克里克研究所疾病过程结构生物学实验室的博士后研究员。“但我们不能确定每一个尖峰是否都采用了所有尖峰,因为我们只能看到一种快照。”
刺突蛋白变化很快。在实验室里,突峰可以在不到60秒的时间内变成所有这些不同的构象,Wrobel告诉Live Science。但“这在真正的感染中会非常不同;一切都会变慢,因为受体会粘在细胞表面,所以你必须留出时间让病毒扩散到这个受体,”Benton说。
为什么刺突蛋白要经历这么多构象变化来感染细胞?“这可能是病毒保护自己不被抗体识别的一种方式,”Benton说。当刺突蛋白处于封闭状态时,它会隐藏与受体结合的位点,可能是为了避免抗体进入并与该位点结合,他说。
但是“这很难知道,”Wrobel说。无论如何,这项研究揭示了刺突蛋白在感染过程中暴露的更多表面——正如不同形状揭示了曾经被认为隐藏的表面一样。然后,研究人员就有可能开发出针对这些表面的疫苗。Wrobel告诉《生活科学》杂志:“我们可以开始考虑在受体表面或刺突本身的某个地方使用治疗方法,然后起到药物作用。”
Wrobel和Benton希望弄清楚冠状病毒为什么会经历如此多的构象变化,与其他冠状病毒相比如何,以及这些变化是否有助于解释为什么这种新病毒传播如此容易。