Hangzhou Net News Pada pagi hari tanggal 21 Februari, tim peneliti Zhou Qiang dari West Lake University menerbitkan artikel lain di situs web pracetak BioRxiv, melaporkan struktur cryo-EM dari kompleks domain pengikat reseptor protein S di permukaan virus corona baru dan protein lengkap reseptor permukaan sel ACE2. Misteri virus corona baru yang menyerang sel manusia telah terungkap.
Hanya 2 hari yang lalu, tim baru saja menerbitkan struktur lengkap reseptor coronavirus ACE2 baru di bioRxiv.
Tim Zhou Qiang, dari kiri: Yan Renhong, Zhou Qiang, Zhang Yuanyuan
Penulis pertama dari dua makalah pracetak ini adalah Yan Renhong, seorang postdoctoral fellow di School of Life Sciences, West Lake University, dan penulis terkait adalah Zhou Qiang, seorang peneliti di School of Life Sciences, West Lake University. Unit pertama dan unit komunikasi keduanya adalah Laboratorium Utama Penelitian Biologi Struktural Provinsi Zhejiang, Universitas West Lake. Ini juga merupakan pencapaian penting dari "Proyek Pencegahan dan Perawatan Pneumonia Virus Corona Baru" Provinsi Zhejiang yang dilaksanakan oleh West Lake University, dan telah menerima dukungan kuat dari departemen terkait di Provinsi Zhejiang, Kota Hangzhou, dan Distrik Xihu.
Protein ACE2 dan S. masa lalu dan sekarang
Epidemi pneumonia yang disebabkan oleh virus korona baru sekali lagi membawa istilah biologis asing seperti virus corona, protein S, dan ACE2 ke mata publik. Penelitian telah menemukan bahwa kunci dari virus corona baru yang menginfeksi sel manusia adalah kombinasi protein S dari virus corona dan protein ACE2 manusia. Tepatnya, protein S "membajak" ACE2, yang pada awalnya digunakan untuk mengontrol tekanan darah, dan menyerang tubuh manusia dengan menggabungkannya.
Protein S disebut spike glycoprotein (spike glycoprotein), terletak di lapisan terluar dari virus corona baru, seperti "mahkota" yang menonjol. Menurut hasil analisis terbaru tim peneliti University of Texas di Austin, protein S baru coronavirus ada dalam bentuk trimer. Ada sekitar 1.300 asam amino di setiap monomer, di mana lebih dari 300 asam amino merupakan "domain pengikat reseptor". (RBD), tempat protein S dan ACE2 terhubung.
Peta kepadatan cryo-EM kompleks ACE2-B0AT1
Nama lengkap ACE2 adalah enzim pengubah angiotensin 2, protein yang terlibat dalam pengaturan tekanan darah dalam tubuh manusia, dan terdapat secara luas di paru-paru, jantung, ginjal dan usus.
Bagaimana protein sel manusia dapat menghubungi virus? Tao Liang, peneliti terkemuka dari West Lake University, menggunakan metafora gambar: "Jika Anda membayangkan tubuh manusia sebagai rumah dan virus mahkota baru sebagai perampok, maka ACE2 adalah 'gagang pintu' dari rumah ini; protein S menangkapnya, virus Agar dapat langsung masuk ke sel manusia. "
Bagaimana protein S mengambil ACE2 "gagang pintu"?
Meskipun protein S dan ACE2 adalah garis depan kontak antara musuh dan kita, para ilmuwan belum pernah melihat gambaran lengkap ACE2 dan interaksi antara ACE2 dan protein S virus korona baru sebelum wabah.
Dua hari yang lalu, laboratorium Zhou Qiang adalah yang pertama melaporkan struktur tiga dimensi resolusi tinggi dari protein panjang-penuh ACE2. Kali ini, mereka menyelesaikan lebih lanjut struktur kompleks dari protein panjang-penuh ACE2 dan domain pengikat reseptor protein S Coronavirus baru. , Resolusi reseptor adalah 2,9 angstrom, dan resolusi domain pengikatan reseptor protein S adalah 3,5 angstrom.
Diagram struktur kompleks RBD-ACE2-B0AT1
Lantas, apa yang mereka lihat dalam struktur kompleks yang mereka selesaikan?
Mereka menemukan bahwa secara morfologi, protein S dari virus korona baru menjangkau permukaan ACE2 seperti jembatan, dan seperti tangan virus, dengan erat menggenggam ACE2, yang sangat mirip dengan virus SARS. Domain pengikat reseptor protein S baru coronavirus juga sangat mirip dengan urutan virus SARS, dengan kesamaan 82%.
Diagram skematis interaksi antara domain pengikat reseptor protein (RBD) dan ACE2 yang baru
Analisis lebih lanjut, para peneliti dapat melihat asam amino mana yang berinteraksi dengan ACE2 pada protein S di permukaan virus corona baru. Dibandingkan dengan interaksi yang dianalisis sebelumnya antara virus SARS dan ACE2, beberapa residu asam amino dari protein S Coronavirus baru telah mengalami perubahan besar. Ini mungkin menjelaskan mengapa virus corona baru dan SARS memiliki kemampuan pengikatan yang berbeda dengan ACE2, yang dapat memengaruhi infektivitas virus. Tetapi apakah akan menambah atau mengurangi, itu perlu diverifikasi dengan cara eksperimental lain.
Perbandingan struktur antara kompleks RBD-ACE2-B0AT1 dan protein S coronavirus, keduanya ditambatkan bersama oleh domain RBD (kiri, coronavirus baru 2019-nCoV; kanan, SARS-CoV)
Dilaporkan bahwa tim peneliti Profesor Wang Xinquan dari Universitas Tsinghua dan tim peneliti Qi Jianxun dari Institut Mikrobiologi Akademi Ilmu Pengetahuan China telah secara independen menganalisis struktur kristal domain protease N-terminal ACE2 dan domain pengikat reseptor protein S Coronavirus baru. Informasi ini mendukung dan melengkapi struktur mikroskop elektron tim Zhou Qiang. Perlu disebutkan bahwa ketiga tim independen semuanya memilih untuk mengumumkan koordinat atom kompleks mereka kepada seluruh masyarakat di tempat pertama untuk meningkatkan kemungkinan pemanfaatannya.
Seberapa jauh kita dari "obat khusus"
Peta kepadatan cryo-EM kompleks RBD-ACE2-B0AT1, antarmuka interaksi antara RBD dan ACE2 dalam bingkai
Epidemi pneumonia akibat virus mahkota baru yang dimulai pada akhir tahun 2019 berangsur-angsur mereda. Namun, karena masih kurangnya obat khusus untuk melawan virus, masyarakat sangat menantikan penelitian ilmiah terkait virus.
Tim Zhou Qiang menyatakan bahwa analisis struktur kompleks kali ini merupakan terobosan di bidang penelitian dasar dan tidak ada kaitannya dengan pengembangan obat anti epidemi. Namun di sisi lain, hal itu memang sangat penting. Karena struktur protein menentukan sifat dan fungsinya untuk sebagian besar, melihat struktur protein S segar coronavirus, ACE2 dan interaksinya setara dengan melihat "musuh", yang merupakan obat yang ditargetkan untuk ilmuwan selanjutnya Penelitian memberikan lebih banyak informasi. Mengenal diri sendiri dan musuh adalah satu-satunya cara untuk bertahan dalam seratus pertempuran.
Signifikansi lain dari penelitian ini adalah bahwa para peneliti dalam biologi komputasi dapat membangun model yang berbeda atas dasar ini, dan kemudian melakukan penelitian yang ditargetkan untuk menentukan mutasi apa yang selanjutnya dapat meningkatkan interaksi antara protein S dan ACE2. Untuk merancang obat dan antibodi terhadap protein S atau protein ACE2; atau merancang molekul kecil untuk mengganggu interaksinya. Semua ini memberikan dasar yang kokoh untuk desain obat dan pengembangan metode pengujian.
Penelitian di bidang ilmu dasar adalah proses yang panjang, dan berkali-kali harus berdiri teguh dalam ketidakjelasan. Faktanya, dalam dua tahun terakhir, laboratorium Zhou Qiang telah mempelajari transporter asam amino manusia, yang menargetkan beberapa protein target, dan ACE2 adalah salah satunya. Setelah wabah pneumonia mahkota baru, tim Zhou Qiang dengan cepat meningkatkan prioritas kerja penelitian ACE2 dan mencapai hasil penelitian secepat mungkin, memberikan informasi kunci untuk pengembangan obat selanjutnya.
- Jurnal inti memuji "rasa luhur dari tutor dan rasa anggun istri guru" benar-benar menerbitkan makalah yang "menyanjung"?
- Tagihan tahunan Alipay secara resmi dirilis; lemari berlaci IKEA membunuh bocah itu dan memberikan kompensasi 320 juta yuan ... Apa berita hangat minggu ini?
- Kasus kedua dari kasus penguburan taman bermain mendukung putusan asli; penjualan luar negeri Uniqlo mencapai penurunan terbesar dalam sepuluh tahun ...
- Jangan lewatkan Taobao Gala Festival Musim Semi tahun ini! Raih puluhan miliar subsidi hemat biaya, kosongkan 50.000 kereta belanja
- Gedung Hangzhou melanjutkan bisnis dalam 5 jam dan terjual lebih dari 10 juta! Orang Hangzhou benar-benar tercekik