一種新的冠狀病毒變異的出現(xiàn)，重新激起了人們對該病毒中被稱為刺突蛋白的部分的興趣。
與其他密切相關的突變體相比，這種新的突變體對刺突蛋白有幾種特殊的變化——這就是為什么它比我們之前觀察到的其他無害的病毒變化更令人關注的原因之一。新的突變可能會改變刺突的生物化學，并可能影響病毒的傳播能力。
這種刺突蛋白也是當前COVID-19疫苗的基礎，這些疫苗試圖產(chǎn)生針對它的免疫反應。但刺突蛋白到底是什么?為什么它如此重要?
在寄生蟲的世界里，許多細菌或真菌病原體可以在沒有宿主細胞感染的情況下獨立生存。但病毒不能。相反，它們必須進入細胞內(nèi)部進行復制，利用細胞自身的生化機制制造新的病毒顆粒并傳播到其他細胞或個體。我們的細胞已經(jīng)進化到可以抵御這種入侵。細胞生命抵御入侵者的主要防御手段之一是外層，它由一層脂蛋白組成，包含構(gòu)成細胞的所有酶、蛋白質(zhì)和DNA。由于脂質(zhì)的生物化學性質(zhì)，脂質(zhì)外表面帶有很高的負電荷，因而具有排斥作用。病毒必須通過這個屏障才能進入細胞。
SARS-CoV-2是如何進入細胞并繁殖的。(Pislar et al., PLoS Pathog, 2020, CC BY)像細胞生命一樣，冠狀病毒本身也被一層脂類膜包圍，這層脂類膜稱為包膜。為了進入細胞內(nèi)部，被包膜病毒利用蛋白質(zhì)(或糖蛋白，因為它們經(jīng)常被光滑的糖分子覆蓋)將自己的膜融合到細胞的膜上，并接管細胞。冠狀病毒的刺突蛋白就是其中一種病毒糖蛋白。埃博拉病毒有一種，流感病毒有兩種，單純皰疹病毒有五種。這種刺突蛋白由1273個氨基酸組成的線性鏈組成，整齊地折疊成一個結(jié)構(gòu)，上面點綴著多達23個糖分子。刺蛋白喜歡粘在一起，三個分開的刺分子相互結(jié)合，形成一個功能“三聚體”單元。這種刺突可以細分為不同的功能單元，稱為結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域完成蛋白質(zhì)的不同生化功能，如與靶細胞結(jié)合，與細胞膜融合，并允許刺突停留在病毒包膜上。SARS-CoV-2的刺突蛋白附著在近似球形的病毒顆粒上，嵌入在包膜內(nèi)并向外突出，準備粘附在毫無防備的細胞上。估計每個病毒大約有26個刺突三聚體。
刺突蛋白由執(zhí)行不同功能的不同部分組成。(Rohan Bir Singh, CC BY)其中一個功能單元與細胞表面名為ACE2的蛋白質(zhì)結(jié)合，觸發(fā)病毒顆粒的攝取，并最終實現(xiàn)細胞膜融合。刺突還參與了其他過程，如組裝，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和免疫逃逸。由于刺突蛋白對病毒至關重要，許多抗病毒疫苗或藥物都以病毒糖蛋白為靶點。對于SARS-CoV-2，由輝瑞/BioNTech和Moderna生產(chǎn)的疫苗會指示我們的免疫系統(tǒng)制造我們自己版本的刺突蛋白，這種蛋白在免疫后不久就會發(fā)生。隨后細胞內(nèi)刺突的產(chǎn)生開始了保護性抗體和T細胞產(chǎn)生的過程。SARS-CoV-2的刺突蛋白最令人關注的特征之一是它在病毒進化過程中如何隨時間移動或改變。在病毒基因組中編碼的蛋白質(zhì)可以隨著病毒的進化發(fā)生突變并改變其生化特性。大多數(shù)突變都是無益的，要么阻止刺突蛋白的工作，要么對其功能沒有影響。但有些可能會引起變化，使新版本的病毒更具傳染性或傳染性，從而具有選擇性優(yōu)勢。這可能發(fā)生的一種方式是刺突蛋白的一部分發(fā)生突變，阻止保護性抗體與之結(jié)合。另一種方法是讓這些刺對我們的細胞“更有粘性”。這就是為什么改變刺突功能的新突變特別值得關注——它們可能會影響我們?nèi)绾慰刂芐ARS-CoV-2的傳播。在英國和其他地方發(fā)現(xiàn)的新變種在刺突和進入細胞的蛋白質(zhì)部分有突變。實驗必須在實驗室中進行，以確定這些突變是否以及如何顯著改變峰值，以及我們目前的控制措施是否仍然有效。Connor Bamford，貝爾法斯特女王大學病毒學研究員。文章來源于：https://www.sciencealert.com/
轉(zhuǎn)載自臨床實驗室
