单链DNA片段结合新冠病毒S蛋白?一种新方式攻击冠状病毒

【字体: 时间:2021年03月31日 来源:Angewandte Chemie International

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  科学家分离出一种DNA单链分子,能与新冠病毒刺突蛋白结合,阻止病毒感染细胞。这通过一种不同于已知抗体的机制来实现这一点的。研究人员从适配体库中筛选能与新冠病毒S蛋白结合的适配子,有想法。

  

波恩大学和凯撒研究中心的科学家分离出一种分子,可能为抗击新型冠状病毒(SARS coronavirus 2)开辟新途径。这种分子的活性成分能与新冠病毒的S蛋白结合,而S蛋白正是病毒用来感染细胞的桥梁。这样就能够阻止它们进入细胞——至少在模型病毒中是这样。它似乎是通过一种不同于已知抑制剂的机制来实现这一点的。因此,研究人员推测它也可能有助于对抗病毒突变。这项研究将发表在《Angewandte Chemie》杂志上,已经可以在网上获得。

这种新的活性成分是一种适配体(aptamer),是一种DNA短单链。DNA是构成染色体的化合物。DNA链喜欢附着在其他分子上;有人可能会说它们黏糊糊的。在染色体中,DNA呈现为双链,它们相互配对,像两条扭曲的线一样缠绕在一起。适配体aptamer是单链的。这使它们能够与“传统DNA通常不会结合的分子”形成连接并影响它们的功能。这使它们成为研究活性成分的有趣材料,特别是现在可以很容易地产生大量不同的适配体库。这些库中所包含的潜在活性成分比地球上的人还要多数百万倍。波恩大学LIMES究所(生命与医学科学的首字母缩写)的Günter Mayer教授解释说:“我们利用这样一个文库分离出能附着在新型冠状病毒刺突蛋白上的适配体。”

Spike蛋白是感染的关键

Spike蛋白对病毒至关重要:它利用Spike蛋白附着在所攻击的细胞上。在这个过程中,这种蛋白质会与细胞表面的一种叫做ACE2的分子结合,这种分子会有效地锁定这种Spike蛋白。然后病毒与细胞融合,重新编程产生大量新病毒。“我们今天知道的绝大多数抗体都能阻断S蛋白与ACE2连接,”Mayer解释说。“它们附着在刺突蛋白中负责识别ACE2的部分,这是受体结合域(receptor binding domain,简称RBD)。”

现在分离出来的缩写为SP6的适配体也与刺突蛋白结合,但在不同的位点。“SP6并不能阻止病毒与目标细胞结合,”“然而,它降低了病毒对细胞的感染程度; 我们还不知道是什么机制造成的。”研究人员在实验中使用的不是真正的冠状病毒,而是所谓的假病毒。它们的表面携带刺突蛋白;然而,它们不会引起疾病。因此,Famulok强调说:“我们现在需要看看我们的结果是否能在真正的病毒中得到证实。”

新型冠状病毒的新致命弱点?

这项研究可能会产生一种鼻腔喷雾剂,可以在数小时内保护不受冠状病毒感染。必要的研究肯定需要几个月才能完成。尽管如此,研究结果可能有助于更好地理解感染的机制。这一点尤为重要,因为现有的活性成分主要针对受体区域。在所谓的“英国突变株”中,这个区域发生突变,从而更强地与ACE2结合。Günter Mayer强调说:“这种突变积累得越多,现有药物和疫苗失效的风险就越大。”“我们的研究可能会让人们注意到该病毒的另一个致命弱点。”


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