沃里克大学 尖峰蛋白结构6vyb俯视图
蓝色、红色和黄色表示同二聚体的3个子部分
学分:华威大学 研究人员在新冠肺炎独特的日冕中详细描述了一种机制，这种机制可以帮助科学家快速找到新的病毒治疗方法，并快速测试现有的治疗方法是否有可能随着变异版本的发展而发挥作用
该研究小组由沃里克大学领导，是欧洲大学欧洲乌托邦社区的一部分，他们利用计算建模技术模拟了新冠肺炎病毒尖峰蛋白的近300种蛋白质结构的运动，以帮助确定该病毒有希望的药物靶点
在今天发表在《科学报告》杂志上的一篇新论文中，物理学家和生命科学家团队详细描述了他们用来为迄今为止发现的一氧化碳VID-19病毒(也称为SARS-CoV-2)的所有287种蛋白质结构的灵活性和动力学建模的方法。
就像生物一样，病毒由蛋白质组成，这是一种具有多种功能的生物大分子
科学家们认为，治疗病毒的一种方法可能是干扰这些蛋白质的流动性
他们已经公开了他们的数据、电影和结构信息，详细说明了蛋白质是如何运动的，以及它们是如何变形的，这些数据、电影和结构信息是在研究时可以获得的新冠肺炎的所有287个蛋白质结构，以允许其他人研究潜在的治疗途径
尖峰蛋白结构6vyb的侧视图
蓝色、红色和黄色表示同二聚体的3个子部分
学分:华威大学 研究人员将特别的努力集中在病毒的一部分，称为尖峰蛋白，也称为新冠肺炎回声域结构，它形成了冠状病毒命名的扩展冠状
正是这种尖峰使得病毒能够附着在人类细胞膜上的乙酰胆碱酯酶2上，从而导致新冠肺炎症状
尖峰蛋白实际上是一种同三聚体，或者是三种同类型蛋白的结合
通过模拟针头中蛋白质的运动，研究人员发现了一种“铰链”机制，可以让针头钩住细胞，并在病毒中打开一个隧道，这可能是将感染传递给被钩住的细胞的一种方式
科学家们建议，通过找到一种合适的分子来阻断这种机制——确切地说，通过插入一种大小和形状合适的分子——制药科学家将能够快速识别出现有的可能有效对抗病毒的药物
第一作者是沃里克大学物理系的鲁道夫·罗默教授，他在巴黎大学的一次休假中进行了这项研究，他说:“了解这种机制是如何工作的是阻止病毒的一种方法，在我们的研究中，我们是第一个看到打开的详细过程的人
现在你知道了这个运动的范围，你就可以知道是什么阻碍了它
尖峰蛋白结构6vyb打开和关闭的快照
这3幅小图显示了晶体以及在运动过程中尖峰的最封闭和最开放的形态
中心的大图像是所有3种构象的叠加
学分:华威大学 “所有那些对检查病毒中的蛋白质结构是否可能成为药物靶点感兴趣的人都应该能够检查这一点，并看看我们计算的动力学是否对他们有用
“在现有的时间内，我们无法仔细观察所有的287种蛋白质
人们应该把我们观察到的运动作为自己开发药物靶点的起点
如果你在我们的数据中发现一个特殊蛋白质结构的有趣运动，你可以用它作为进一步建模或实验研究的基础
" 为了研究蛋白质的运动，科学家们使用了一种蛋白质灵活性建模方法
这包括将蛋白质结构重建为计算机模型，然后通过将蛋白质视为由固体和弹性亚基组成的材料来模拟该结构如何运动，这些亚基的可能运动由化学键来定义
当应用于大蛋白如冠状病毒的尖峰蛋白时，该方法被证明是特别有效和准确的
这可以让科学家迅速确定有希望的药物目标，以便进一步研究
穗状蛋白结构6vyb开闭视频
学分:华威大学 研究人员建模所依据的蛋白质结构都包含在蛋白质数据库中
任何出版生物结构的人都必须将它提交给蛋白质数据库，这样它就可以以标准格式免费提供给其他人下载和进一步研究
自新冠肺炎大流行开始以来，全世界的科学家已经向蛋白质数据库提交了数千个新冠肺炎相关蛋白质的蛋白质结构
罗默教授补充道:“蛋白质动力学计算建模的黄金标准是一种叫做分子动力学的方法
不幸的是，这种方法会变得非常耗时，特别是对于像新冠肺炎尖峰蛋白这样的大蛋白质，它有将近3000个残基——所有蛋白质的基本构件
我们的方法要快得多，但自然我们必须做出更严格的简化假设
然而，我们可以快速模拟比其他方法大得多的结构
“目前，还没有人发表过为新冠肺炎新变种鉴定蛋白质晶体结构的实验
如果病毒的突变出现了新的结构，那么科学家可以快速测试现有的治疗方法，并使用我们的方法观察新的机制是否对它们的有效性有影响
"
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