SARS-CoV-2病毒各变种的N蛋白抗体结合点被认为相当稳定 未来可用于防治

  6 hours ago

据宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组称,SARS-CoV-2(产生COVID-19的冠状病毒)的一个微小蛋白质可能对未来的防治有重大影响。科学家们利用一个新的工具包,首次发现了核衣壳(N)蛋白的完整结构,并发现了COVID-19患者的抗体如何与该蛋白相互作用。

他们还确定,该结构在许多冠状病毒中似乎是相似的,包括最近的COVID-19变种,从而使其成为先进治疗和疫苗的理想目标。他们在《Nanoscale》上发表了他们的研究结果。

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领导这项研究的生物医学工程(BME)教授、分子生物物理学哈克讲座教授和宾州州立大学结构肿瘤学中心主任Deb Kelly说:"我们发现了关于N蛋白结构的新特征,这可能对抗体测试和所有SARS相关大流行病毒的长期影响产生巨大影响。由于N蛋白在SARS-CoV-2和SARS-CoV-1的变种的演化中似乎依然是保守的,因此旨在针对N蛋白的治疗方法有可能帮助消除一些人经历的更严重或持久的症状。"

大多数针对COVID-19的诊断测试和现有疫苗都是基于一个更大的SARS-CoV-2蛋白:尖峰蛋白设计的,病毒借此附着在健康细胞上,开始入侵过程。

辉瑞/生物技术公司和Moderna公司的疫苗旨在帮助接受者产生针对尖峰蛋白的抗体。然而,尖峰蛋白很容易发生变异,导致在英国、南非、巴西和美国各地出现病毒变种。

与外层的尖峰蛋白不同,N蛋白被包裹在病毒中,这使其免受导致尖峰蛋白变化的环境压力。然而,在血液中,N蛋白从受感染的细胞中释放出来后会自由漂浮。自由漂浮的蛋白引起强烈的免疫反应,导致保护性抗体的产生。大多数抗体检测试剂盒通过寻找N蛋白来确定一个人以前是否感染了病毒,而诊断性测试则通过寻找尖峰蛋白来确定一个人目前是否被感染。

"论文第一作者、Kelly实验室的博士后Michael Casasanta说:"每个人都在研究尖峰蛋白,而对N蛋白的研究却较少。我们看到了一个机会,有想法和资源来看看N蛋白是什么样子。"

最初,研究人员检查了人类的N蛋白序列,以及被认为是大流行病潜在来源的不同动物,如蝙蝠、果子狸和穿山甲,它们看起来都很相似,但又有明显的不同。

"序列可以预测这些N个蛋白质中的每一个的结构,但是你不能从预测中得到所有的信息--你需要看到实际的三维结构,"卡萨桑塔说。"我们融合了技术,以一种新的方式看到了新的东西。"研究人员使用电子显微镜对N蛋白和N蛋白上抗体结合的部位进行了成像,使用的是COVID-19患者的血清,并建立了该结构的三维计算机模型。他们发现,抗体结合部位在每个样本中都是一样的,这使得它成为治疗任何已知COVID-19变体患者的潜在标靶。

如果能设计出一种治疗方法来靶向N蛋白结合位点,它可能有助于减少炎症和其他对COVID-19的持久免疫反应,特别是在COVID的长期病症者中,这指的是经历COVID-19症状达六周或更长时间的人。

该团队从RayBiotech Life公司采购了纯化的N蛋白,即样品只含有N蛋白,并将其应用于与Protochips公司合作开发的微芯片。这些微芯片由氮化硅制成,而不是更传统的多孔碳,它们包含有特殊涂层的薄孔,可以将N蛋白吸引到它们的表面。一旦准备好,样品就会被闪电冷冻,并通过低温电子显微镜进行检查。

凯利认为她的团队将微芯片、更薄的冰样品和宾夕法尼亚州立大学先进的电子显微镜(配备了最先进的探测器,由Direct Electron公司定制)独特地结合在一起,提供了迄今为止SARS-CoV-2低重量分子的最高分辨率可视化作品。

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