MIT確定新冠病毒關鍵蛋白分子結構 或可設計特效阻斷藥物

2021-01-21 騰訊網

麻省理工學院的化學家已經確定了在新冠病毒中發現的一種蛋白質的分子結構。這種被稱為包膜蛋白E的蛋白質形成了一個陽離子選擇性通道，在病毒自我複製和刺激宿主細胞炎症反應的能力中起著關鍵作用。

研究團隊表示，如果能夠設計出阻斷這一通道的方法，他們也許能夠降低病毒的致病性，並幹擾病毒的複製。他們試驗了2種阻斷通道的藥物的結合位點，但這2種藥物的結合強度很弱，因此它們不是E蛋白的有效抑制劑。

這篇研究發表在了《自然-結構與分子生物學》上。

研究團隊所在的實驗室刺秦專門研究嵌入在細胞膜中的蛋白質結構，由於脂質膜的紊亂，這些蛋白質的分析往往具有挑戰性。利用核磁共振(NMR)波譜，他們過往開發了幾種技術，能夠獲得關於這些膜包埋蛋白質的精確原子級結構信息。

今年新冠病毒爆發時，研究團隊決定集中精力研究一種新型冠狀病毒蛋白。她縮小了對E蛋白的研究範圍，部分原因是它與一種名為M2質子通道的流感病毒蛋白相似，她之前已經研究過這種蛋白。這2種病毒蛋白都是由幾束螺旋狀蛋白質組成的。

研究人員在2個半月內克隆並純化了E蛋白。為了確定其結構，研究人員將其嵌入類似細胞膜的脂質雙層膜中，然後用核磁共振(NMR)對其進行分析，利用原子核的磁性能揭示含有這些核的分子的結構。他們用麻省理工學院最高場強的核磁共振儀器900兆赫的光譜儀，以及800兆赫和600兆赫的光譜儀，連續測量了2個月的核磁共振波譜。

研究團隊發現，嵌入脂質雙層中的E蛋白的一部分，即跨膜結構域，組裝成由5個螺旋組成的束。螺旋體在這個束內基本上保持不動，形成一個狹窄通道。

有趣的是，新冠病毒的E蛋白看起來不像流感病毒和HIV-1病毒的離子通道蛋白。在流感病毒中，等效的M2蛋白更具流動性，而在HIV-1中，等效Vpu蛋白具有更短的跨膜螺旋和更寬的孔。E蛋白的這些獨特的結構特徵如何影響其在新冠病毒病毒生命周期中的功能，這是研究團隊今後將要研究的課題之一。

研究人員還鑑定了通道一端的幾種胺基酸，這些胺基酸可能會吸引正電荷離子，如鈣離子進入通道。他們認為，他們在本文中報告的結構是通道的封閉狀態，現在他們希望確定開放狀態的結構，這將有助於闡明通道是如何打開和關閉的。

研究人員還發現，用於治療流感的金剛烷胺和治療高血壓的六亞甲基阿米洛利可以阻斷E通道的入口。然而，這些藥物只與E蛋白結合較弱。研究人員表示，如果能夠開發出更強的抑制劑，它們可能成為治療新冠肺炎的潛在候選藥物。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料：

[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2020/11/201112155840.htm

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