bioRxiv:特殊模型有望幫助預測新型冠狀病毒的潛在藥物靶點

2020-12-27 生物谷

2020年3月7日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一篇發表在預印版平臺bioRxiv上題為「Predictions for the binding domain and potential new drug targets of 2019-nCoV」的研究報告中,來自北京科技大學的研究人員通過研究成功預測了新型冠狀病毒(2019-nCoV)的結合域和新型潛在的藥物靶點。

圖片來源:es.wikipedia.org

研究者表示,通過對冠狀病毒進行進化分析,他們發現,2019-nCoV可能起源於蝙蝠,2019-nCoV的S蛋白或能通過與人類細胞ACE2受體相互作用來進入宿主細胞,這或許就揭示了2019-nCoV的發病機制;另一方面,2019-nCoV還與蝙蝠冠狀病毒RATG132共享了大約96.2%的序列,通過對比2019-nCoV的S蛋白(GenBank:MN908947.3)的胺基酸序列與蝙蝠SARS樣冠狀病毒分離株bat-SL-CoVZC45和蝙蝠SARS樣冠狀病毒分離株Bat-SL-CoVZXC21,後兩者分別與2019-nCoV具有89.1%和88.6%的序列一致性,因此就有用一種假設認為,2019-nCoV或許與蝙蝠SARS樣冠狀病毒擁有相同的致病通路。

然而,當前使用Swiss模型的研究還需要進一步優化,比如,預測S蛋白結構上配體結合位點尚不明確,此外,模板僅共享了76.4%的序列一致性,這就意味著結果可能無法完全反映現實,因此,研究人員就需要開發出一種新方法,從另一個角度來預測蛋白質的三維結構和相關功能,最重要是,這種新方法還能幫助預測潛在的藥物靶點。

這項研究中,研究人員開發出了一種名為I-TASSER(迭代線程組裝改進,Iterative Threading Assembly Refinement)的新方法來進行蛋白質結構和功能的預測;當研究者將I-TASSER模型與實際SARS模型進行比較後他們發現,2019-nCoV的表面糖蛋白與S蛋白的CTD1(C末端結構域1)區域相一致,這就表明,2019-nCoV可能是通過構象改變來與宿主細胞的ACE2相結合的。此外,研究者還對2019-nCoV表面糖蛋白的位點進行預測後發現,某些核心的胺基酸或有望成為開發抵禦2019-nCoV潛在新型藥物靶點。

除此之外,研究人員還開發了一種名為Phyre2的工具,其能利用遠程同源檢測的手段來構建3D模型,並預測配體結合位點,從而分析胺基酸突變所產生的影響,Phyre2與其它方法的區別不在於準確性而在於實用性;最後研究者表示,I-TASSER和Phyre2兩種工具均能用來幫助預測武漢新冠肺炎病毒的刺突蛋白的精確結構,從而為尋找新型藥物靶點提供了新的線索和思路。(生物谷Bioon.com)

原始出處:

Zehua Zeng, Zhi Luo, Hongwu Du. Predictions for the binding domain and potential new drug targets of 2019-nCoV, bioRxiv (2020) doi:10.1101/2020.02.26.961938

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