武漢病毒的基因報告(二)

作者:malfoy

武漢冠狀病毒S蛋白分爲S1和S2兩個功能單元。其中S1通過與宿主受體結合促進病毒感染。它包括兩個直接與宿主受體相互作用的結構域,即N端結構域和C端RBD結構域。專家對其S蛋白的RBD結構域進行研究以明確冠狀病毒與宿主之間的相互作用。與冠狀病毒的ORF1a和ORF1b相比,S蛋白通常具有可變性最高的的氨基酸序列。盡管上篇文章提到武漢冠狀病毒與SARS冠狀病毒的同源性總體較低,但武漢冠狀病毒在RBD域中有多個片段依然與SARS冠狀病毒具有較高的同源性。

據報道稱,SARS-CoV S蛋白442、472、479、487和491位點位于受體複合物界面,對SARS-CoV的跨物種和人與人之間的傳播至關重要的作用。其中武漢冠狀病毒S蛋白442、472、479和487位點被替換。武漢冠狀病毒S蛋白和SARS冠狀病毒S蛋白在RBD結構域上具有幾乎相同的三維結構,因而在相互作用界面上保持了相似的範德華和靜電性質。

武漢冠狀病毒S蛋白取代了4/5的重要界面氨基酸殘基。盡管替換氨基酸的極性和疏水性相似,但專家提出了更加嚴重的問題,即武漢冠狀病毒是否會通過S蛋白與ACE2結合來感染人類,以及這種相互作用有多大影響導致人類傳播的風險。

爲了回答並評估武漢冠狀病毒人類傳播的風險,專家對其S蛋白進行了結構建模,並評估了其與人類ACE2分子相互作用的能力。以SARS冠狀病毒S蛋白的晶體結構爲模板,通過計算機構建了武漢冠狀病毒S蛋白的結構模型後得出結論武漢冠狀病毒與SARS冠狀病毒S蛋白的氨基酸序列同源性爲76.47%。

計算模型顯示,與SARS冠狀病毒S蛋白結構相比,RBD區域的CαRMSD爲1.45Å。利用amber ff14SB力場參數,通過MOE 2019計算S蛋白與人類ACE2結合複合物的結合自由能爲-50.6kcal-mol-1,而SARS冠狀病毒S蛋白與人類ACE2的結合自由能爲-78.6kcal-mol-1。通常認爲-10 kcal mol-1的值是顯著的,這裏自由能增加了28kcal mol-1。武漢冠狀病毒S蛋白雖然相對較弱,但被認爲對人類ACE2具有較強的結合親和力。

總之,經分析表明,武漢冠狀病毒與SARS/SARS樣冠狀病毒有共同的祖先,類似于蝙蝠冠狀病毒HKU9-1。盡管它與SARS冠狀病毒S蛋白具有序列多樣性,但武漢冠狀病毒S蛋白的RBD結構域支持與人類ACE2分子具有強相互作用。因此,武漢冠狀病毒通過Sprotein–ACE2結合途徑對人類傳播構成重大的公共健康風險。還需要提醒人們的是,病毒的高傳播速度和高突變率同樣提升冠狀病毒跨物種或人與人之間傳播的風險。

(文章內容僅代表作者觀點)

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