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新發(fā)現(xiàn)的病毒與細胞的相互作用可能是COVID-19超高傳染性的原因
理海大學的研究人員量化了SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）的尖峰蛋白與人體細胞中的ACE2受體之間的特異性相互作用，這可能部分解釋了其與SARS-CoV-1相比的高感染率。生物工程研究人員發(fā)現(xiàn)了人類細胞中的受體與SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）的尖峰或 "S"蛋白之間以前未知的相互作用。這一新發(fā)現(xiàn)可能有助于開發(fā)阻止SARS-CoV-2進入人類細胞的新策略。
X. Frank Zhang和Wonpil Im從最近的研究中知道，SARS-CoV-2尖峰蛋白與人體細胞中的血管緊張素轉換酶2（ACE2）受體之間的相互作用比引起2002-2004年SARS爆發(fā)的病毒SARS-CoV-1的結構相同的尖峰蛋白與相同受體之間的相互作用更強。
"我們的目標是表征SARS-CoV-2，并研究其入侵人類細胞過程中的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間的相互作用，以提供更多關于使其成功入侵過程的第一步成為可能的機制的見解，"Lehigh的生物工程和機械工程與力學副教授Zhang說。
他們的研究結果出現(xiàn)在3月中旬出版的《生物物理學雜志》特刊 "生物物理學家應對COVID-19挑戰(zhàn)一 "中一篇名為 "SARS-CoV-2尖峰RBD與人類ACE2蛋白-蛋白相互作用的生物力學表征"的文章中。
利用單分子力譜和分子動力學模擬相結合的方法，研究團隊能夠識別出ACE2糖類（附著在蛋白質(zhì)表面的糖基）和SARS-CoV-2尖峰之間以前未知的相互作用。正是這種相互作用似乎是加強病毒與細胞相互作用的原因。他們說，這可能部分解釋了COVID-19與造成2002-2004年SARS爆發(fā)的類似病毒相比感染率更高的原因。
"我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，ACE2聚糖和SARS-CoV-2尖峰蛋白之間的特殊相互作用是使病毒與細胞分離如此困難的原因，"Im說。為了得出這些發(fā)現(xiàn)，該團隊采用了Zhang的創(chuàng)新單分子檢測技術，測量尖峰蛋白-ACE2受體相互作用的分離力。利用Im開發(fā)的CHARMM-GUI中提供的復雜系統(tǒng)的全原子分子動力學模擬，他們就確定了這個相互作用中的詳細結構信息。
"在我們小心翼翼地去除所有的ACE2聚糖并測量相互作用的力量后，我們看到SARS-CoV-2尖峰ACE2相互作用的強度回落到與SARS-CoV-1相似的水平，"張說。
"這種新發(fā)現(xiàn)的與ACE2聚糖的相互作用有可能是COVID-19比結構相似的SARS-CoV-1有更高的比率的原因之一，后者的相互作用較弱，"Zhang說。"我們的希望是，研究人員可能能夠利用這些信息開發(fā)新的策略來識別、預防、治療和接種COVID-19。"
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