病毒研究:COVID-19如何抑制細(xì)胞蛋白合成
發(fā)布時(shí)間:2021-06-15
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病毒研究:COVID-19如何抑制細(xì)胞蛋白合成
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來(lái)自慕尼黑和烏爾姆的研究人員已經(jīng)確定了全球流行的冠狀病毒SARS-CoV-2抑制感染細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的方法。他們還證明SARS-CoV-2可以有效地解除人體免疫系統(tǒng)的武裝。
盡管沒(méi)有一個(gè)明確的名稱,SARS-CoV-2編碼的nsp1蛋白對(duì)宿主具有破壞性的影響,是造成全球流行的原因之一。事實(shí)上,nsp1是病毒確保其在人類宿主中復(fù)制和傳播的核心武器之一。Nsp1在約20年前SARS爆發(fā)后被確定為一種毒性因子。當(dāng)時(shí)它被證明可以抑制被感染細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成。現(xiàn)在,來(lái)自德國(guó)慕尼黑大學(xué)(Ludwig-Maximilians-Universitaet)和烏爾姆大學(xué)醫(yī)院(Ulm University Hospital)的研究人員發(fā)現(xiàn)了nsp1如此強(qiáng)大的原因。在一篇發(fā)表于《科學(xué)》(Science)雜志的論文中,他們?cè)敿?xì)描述了這種蛋白質(zhì)的作用模式。
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在所有生物細(xì)胞中,合成蛋白質(zhì)的任務(wù)都是由被稱為核糖體的復(fù)雜分子機(jī)器完成的。核糖體和mRNA相互作用,作為蛋白質(zhì)合成的藍(lán)圖,將mRNA的核苷酸序列翻譯為對(duì)應(yīng)蛋白的氨基酸序列。蛋白質(zhì)的氨基酸序列反過(guò)來(lái)決定了其形狀和生物學(xué)功能。核糖體由兩個(gè)不同的亞基組成,nsp1可以結(jié)合其中較小的40S亞基。在40S亞基與60S亞基結(jié)合之前,mRNA會(huì)與40S亞基結(jié)合形成一個(gè)空腔,隨后mRNA從空腔中穿過(guò)。
這項(xiàng)新研究表明,nsp1蛋白可以與核糖體40S亞基相互作用從而阻止mRNA的結(jié)合。在高分辨率冷凍電鏡的幫助下,慕尼黑大學(xué)基因中心的Roland Beckmann教授和同事展示了nsp1如何緊密結(jié)合核糖體小亞基的特定口袋,并抑制有功能核糖體形成的三維細(xì)節(jié)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明,nsp1還可以與組裝完成的核糖體的特定構(gòu)象相互作用。
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此外,由德國(guó)烏爾姆大學(xué)醫(yī)院Konstantin Sparrer教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)合成的停止會(huì)導(dǎo)致人體抵御病毒的主要防線幾乎完全崩潰。Nsp1通過(guò)抑制一個(gè)重要的信號(hào)級(jí)聯(lián)過(guò)程來(lái)抑制先天免疫過(guò)程。這項(xiàng)研究的作者希望這些發(fā)現(xiàn)可以幫助找到中和新型冠狀病毒的方法,從而緩解由它引起的呼吸系統(tǒng)疾病。他們表示,其中一種可能的方法是開(kāi)發(fā)一種可以掩蓋病毒蛋白結(jié)合位點(diǎn)的分子。這應(yīng)該是可行的,因?yàn)閚sp1結(jié)合口袋本身并不影響核糖體正常功能。
翻譯:唐儆
審校:巢栩嘉
引進(jìn)來(lái)源:慕尼黑大學(xué)(Ludwig Maximilian University of Munich)
引進(jìn)鏈接:https://phys.org/news/2020-07-covid-viral-shutdown-protein-synthesis.html


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