武汉病毒的基因报告(二)

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作者:malfoy

武汉冠状病毒S蛋白分为S1和S2两个功能单元。其中S1通过与宿主受体结合促进病毒感染。它包括两个直接与宿主受体相互作用的结构域,即N端结构域和C端RBD结构域。专家对其S蛋白的RBD结构域进行研究以明确冠状病毒与宿主之间的相互作用。与冠状病毒的ORF1a和ORF1b相比,S蛋白通常具有可变性最高的的氨基酸序列。尽管上篇文章提到武汉冠状病毒与SARS冠状病毒的同源性总体较低,但武汉冠状病毒在RBD域中有多个片段依然与SARS冠状病毒具有较高的同源性。

据报道称,SARS-CoV S蛋白442、472、479、487和491位点位于受体复合物界面,对SARS-CoV的跨物种和人与人之间的传播至关重要的作用。其中武汉冠状病毒S蛋白442、472、479和487位点被替换。武汉冠状病毒S蛋白和SARS冠状病毒S蛋白在RBD结构域上具有几乎相同的三维结构,因而在相互作用界面上保持了相似的范德华和静电性质。

武汉冠状病毒S蛋白取代了4/5的重要界面氨基酸残基。尽管替换氨基酸的极性和疏水性相似,但专家提出了更加严重的问题,即武汉冠状病毒是否会通过S蛋白与ACE2结合来感染人类,以及这种相互作用有多大影响导致人类传播的风险。

为了回答并评估武汉冠状病毒人类传播的风险,专家对其S蛋白进行了结构建模,并评估了其与人类ACE2分子相互作用的能力。以SARS冠状病毒S蛋白的晶体结构为模板,通过计算机构建了武汉冠状病毒S蛋白的结构模型后得出结论武汉冠状病毒与SARS冠状病毒S蛋白的氨基酸序列同源性为76.47%。

计算模型显示,与SARS冠状病毒S蛋白结构相比,RBD区域的CαRMSD为1.45Å。利用amber ff14SB力场参数,通过MOE 2019计算S蛋白与人类ACE2结合复合物的结合自由能为-50.6kcal-mol-1,而SARS冠状病毒S蛋白与人类ACE2的结合自由能为-78.6kcal-mol-1。通常认为-10 kcal mol-1的值是显著的,这里自由能增加了28kcal mol-1。武汉冠状病毒S蛋白虽然相对较弱,但被认为对人类ACE2具有较强的结合亲和力。

总之,经分析表明,武汉冠状病毒与SARS/SARS样冠状病毒有共同的祖先,类似于蝙蝠冠状病毒HKU9-1。尽管它与SARS冠状病毒S蛋白具有序列多样性,但武汉冠状病毒S蛋白的RBD结构域支持与人类ACE2分子具有强相互作用。因此,武汉冠状病毒通过Sprotein–ACE2结合途径对人类传播构成重大的公共健康风险。还需要提醒人们的是,病毒的高传播速度和高突变率同样提升冠状病毒跨物种或人与人之间传播的风险。

(文章内容仅代表作者观点)

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