洛斯阿拉莫斯国家实验室 洛斯阿拉莫斯国家实验室的超级计算机模拟显示,导致新冠肺炎病毒的主要毒株新型冠状病毒的G型变异成一种构象,使其更容易附着于宿主受体,同时也比最初的D型更容易受到抗体的影响
信用:洛斯阿拉莫斯国家实验室
在原子水平上进行的大规模超级计算机模拟显示,新冠肺炎病毒的主要G型变异体更具传染性,部分原因是与其他变异体相比,它更容易与体内的目标宿主受体结合
洛斯阿拉莫斯国家实验室领导的团队的这些研究结果阐明了G型感染和抗G型抗体的机制,这可能有助于未来疫苗的开发
今天在《科学进展》发表的这篇论文的对应作者Gnana Gnanakaran说:“我们发现,尖峰蛋白的基本组成部分之间的相互作用在G形式中变得更加对称,这给了它更多的机会与宿主——即我们——的受体结合。”
“但同时,这意味着抗体更容易中和它
本质上,变异体抬起头来与受体结合,这给了抗体攻击它的机会
" 研究人员知道这种变体,也称为D614G,更具传染性,可以被抗体中和,但他们不知道如何中和
这项新工作模拟了100多万个单个原子,需要大约2400万个中央处理器小时的超级计算机时间,提供了关于这种变体尖峰行为的分子级细节
目前用于新型冠状病毒的疫苗,即导致新冠肺炎的病毒,是基于最初的D614型病毒
对G变体的这种新理解——在原子水平上对G形式最广泛的超级计算机模拟——可能意味着它为未来的疫苗提供了一个主干
该小组在2020年初发现了D614G变体,当时由新型冠状病毒病毒引起的新冠肺炎大流行正在加剧
这些发现发表在《细胞》杂志上
科学家们已经观察到尖峰蛋白中的一个突变
(在所有变体中,是穗状蛋白赋予了病毒特有的电晕
这种D614G突变以新型冠状病毒基因组614位的氨基酸命名,经过天冬氨酸的取代,在几周内全球流行
棘蛋白通过棘蛋白的受体结合域与我们许多细胞中发现的特定受体结合,最终导致感染
这种结合需要受体结合结构域从不能结合的封闭构象转变为能结合的开放构象
这项新研究中的模拟表明,在新的G型变体中,尖峰的构件之间的相互作用比原始D型应变中的更加对称
这种对称性导致开放构象中出现更多病毒尖峰,因此它更容易感染人
来自洛斯阿拉莫斯的一组博士后研究员——雷切尔·阿
曼斯巴赫(现为康科迪亚大学物理学助理教授)、斯里鲁帕·查克拉博蒂(Srirupa Chakraborty)和金·阮(Kien Nguyen)领导了这项研究,对受体结合结构域两种构象的两种变体进行了多微秒级的模拟,以阐明尖峰蛋白如何与宿主受体和有助于保护宿主免受感染的中和抗体相互作用。
研究小组的成员还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室的贝特·科尔伯和大卫·C
杜克人类疫苗研究所的蒙蒂菲奥里
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