Pada pagi hari tanggal 21 Februari, waktu Beijing, tim peneliti dari West Lake University Zhou Qiang menerbitkan sebuah makalah di platform pracetak BioRxiv, melaporkan struktur cryo-EM dari kompleks domain pengikat reseptor protein S di permukaan virus korona baru dan protein lengkap reseptor permukaan sel ACE2. Misteri virus corona baru yang menyerang sel manusia.
Protein S menyerang tubuh manusia dengan "membajak" ACE2
Epidemi pneumonia yang disebabkan oleh jenis baru virus corona telah memunculkan istilah biologis asing seperti virus corona, protein S, dan ACE2 ke publik.
Studi sebelumnya telah menemukan bahwa kunci virus corona baru yang menginfeksi sel manusia adalah kombinasi protein S dari virus corona dan protein ACE2 manusia. Tepatnya, protein S virus corona baru "membajak" ACE2, yang awalnya mengontrol tekanan darah, dan menyerang tubuh manusia melalui kombinasinya.
Protein S disebut spike glycoprotein (spike glycoprotein), yang 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), di mana protein S dan ACE2 dihubungkan.
Nama lengkap ACE2 adalah angiotensin-converting enzyme 2, yaitu protein yang terlibat dalam pengaturan tekanan darah dalam tubuh manusia, yang banyak terdapat di paru-paru, jantung, ginjal dan usus.
Untuk hubungan antara protein S dan ACE2, peneliti terkenal dari West Lake University, Tao Liang, menggunakan analogi yang lebih jelas: "Jika Anda membayangkan tubuh manusia sebagai rumah dan virus mahkota baru sebagai perampok, maka ACE2 adalah pegangan pintu rumah ini. ; Protein S menangkapnya, dan virus kemudian masuk langsung ke sel manusia. "
Protein S seperti jembatan yang melintasi permukaan ACE2
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 lalu, laboratorium Zhou Qiang adalah yang pertama melaporkan struktur tiga dimensi resolusi tinggi dari protein ACE2 ukuran penuh. Kali ini, mereka menganalisis lebih lanjut struktur kompleks dari protein ACE2 panjang penuh dan domain pengikat reseptor dari protein S Coronavirus baru.
Lantas, apa yang bisa dilihat dari struktur kompleks yang diurai?
Tim peneliti Zhou Qiang menemukan bahwa dalam morfologi, protein S dari virus korona baru menjangkau permukaan ACE2 seperti jembatan, dan seperti tangan virus, ia dengan erat menangkap ACE2, yang sangat mirip dengan virus SARS. Domain pengikat reseptor protein S baru coronavirus juga sangat mirip dengan urutan virus SARS, dengan kesamaan 82%.
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.
Sebuah tim peneliti dari University of Texas di Austin yang diterbitkan dalam jurnal Science pada tanggal 19 menemukan bahwa afinitas protein ACE2 manusia untuk mengikat protein S dari virus korona baru 10 hingga 20 kali lebih tinggi daripada protein S dari virus SARS.
Membandingkan struktur kompleks RBD-ACE2-B0AT1 dengan protein S virus corona, keduanya ditambatkan bersama oleh domain RBD. Di sebelah kiri adalah novel coronavirus 2019, dan di sebelah kanan adalah virus SARS.
Studi oleh tim Zhou Qiang ini dapat menjelaskan mengapa virus corona baru dan SARS memiliki kemampuan pengikatan yang berbeda dengan ACE2, yang dapat memengaruhi infektivitas virus. Namun, dampak spesifik pada infektivitas perlu diverifikasi dengan cara eksperimental lain.
Berikan informasi kunci untuk penelitian obat yang ditargetkan selanjutnya
Epidemi pneumonia mahkota baru telah mengganggu laju kehidupan masyarakat.Karena masih kurangnya obat khusus untuk virus mahkota baru, masyarakat sangat menantikan penelitian ilmiah terkait virus mahkota baru.
Tim Zhou Qiang menyatakan bahwa analisis struktur kompleks kali ini merupakan kemajuan di bidang penelitian dasar dan tidak perlu ada kaitannya dengan pengembangan obat anti epidemi. Namun, itu memang sangat penting. Karena struktur protein menentukan sifat dan fungsinya 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 hasil penelitian 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 interaksi di antara keduanya. Semua ini telah memberikan dasar yang kokoh untuk desain obat dan pengembangan metode pengujian.
Diketahui bahwa dalam dua tahun terakhir, laboratorium Zhou Qiang telah mempelajari transporter asam amino manusia. Mereka telah menargetkan beberapa protein target, dan ACE2 adalah salah satunya. Setelah wabah pneumonia mahkota baru, tim Zhou Qiang dengan cepat meningkatkan prioritas pekerjaan penelitian ACE2, mencapai hasil penelitian secepat mungkin, dan memberikan informasi penting untuk pengembangan obat selanjutnya.
Sumber: Zhao Xiaoman, Semua Editor Media, Harian Guangzhou, Harian Sains dan Teknologi
- Tubuh kecil dan kehangatan yang luar biasa The Mengmeng "Doctor Dog" memiliki hampir 50 rekor kehadiran dalam sepuluh tahun karirnya. Mengapa keluarga ini bisa bertahan?
- Adegan mengharukan! Bibi Sungai Mutiara jatuh ke air, polisi dan warga bergotong royong menyelamatkan orang di angin dingin
- Guangzhou tidak mengalami peningkatan kasus selama 4 hari berturut-turut, dan lebih dari separuh pasien yang dipulangkan telah disembuhkan
- Perang jaringan "epidemi" di Distrik Baiyun: "lima pemimpin" komunitas yang menjelma "personel pencegahan epidemi"