新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的基因體少於 30000 個鹼基。科學家已經鑑定出多達 29 種蛋白質的基因,這些基因的作用範圍很廣,從複製病毒到抑制人體的免疫反應。其中,棘狀蛋白(spike protein)為 SARS-CoV-2 表面的結構蛋白,能與人類細胞受體 ACE2 結合,幫助其複製時的組裝及釋放。
近日,美國康乃爾大學的科學家發現 SARS-CoV 和 MERS-CoV 的棘狀蛋白上的融合肽(fusion peptide)能與宿主細胞膜以及細胞外環境中的鈣離子交互作用,並促進膜融合以形成融合孔或開口,病毒接著通過該孔將其基因體轉移到宿主細胞中。再來,他們比較 SARS-CoV 和 SARS-CoV-2 融合肽的基因體序列,發現二種病毒的相似率為 93%。因此,他們也將進一步研究 SARS-CoV-2 的融合肽和融合機制,期望能開發出抗 SARS-CoV-2 標靶藥物。相關研究結果刊登於《Antiviral Research》。
因為冠狀病毒融合肽與宿主細胞膜之間的融合過程是動態且靈活的,並且在這過程中棘狀蛋白的形狀是急劇變化的,所以二者之間的交互作用很難透過傳統方法解析。因此,該研究團隊分別使用電子自旋共振(electron spin resonance, ESR)和核磁共振(nuclear magnetic resonance imaging, MRI),以更仔細地分析融合肽的結構和功能。
然後他們發現,鈣離子與融合肽交互作用可以改變肽的結構,以及它如何以促進 SARS-CoV 和 MERS-CoV感染的方式與膜之間的交互作用。因為融合肽在這三個冠狀病毒家族中都非常保守。他們也將進一步研究 SARS-CoV-2 的融合作用。
該研究負責人 Susan Daniel 副教授提到:「我們認為,將融合機制作為藥物開發的標靶是明智的選擇。本研究結果使我們思考“開發能標靶融合肽的抗病毒藥物或重新利用已經核准上市的鈣離子阻斷藥物”的可能性。」
延伸閱讀:2 種關鍵蛋白被揪出!協助武漢肺炎病毒入侵人體參考資料:
1. Tiffany T, et al. Antiviral Research, 2020; 104792 DOI: 10.1016/j.antiviral.2020.104792
2. https://www.nytimes.com/interactive/2020/04/03/science/coronavirus-genome-bad-news-wrapped-in-protein.html
3. https://news.cornell.edu/stories/2020/04/researchers-seek-universal-treatments-impede-coronavirus
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