新冠病毒(SARS-CoV-2)有着很不一般的“糖衣”。“太惊人了。”Rommie Amaro盯着她为新冠病毒标志性刺突蛋白做的计算机模拟说道。这些刺突蛋白从新冠病毒的表面突起,包裹在聚糖(glycan)这种糖分子里。
“如果它包裹在这些聚糖中,那几乎就无法识别。”加州大学圣迭戈分校的计算生物物理化学家Amaro说。
为了伪装,许多病毒都会用聚糖包裹表面蛋白,就像披着羊皮的狼,逃过人体免疫系统的监视。去年,Amaro的实验小组与合作者基于结构和遗传学数据,利用超级计算机进行逐原子渲染,对这层“羊皮”进行了迄今精度最高的可视化。2020年3月22日,她在推特上发布了模拟结果。还不到一个小时,一位研究人员在评论中问道,从刺突蛋白顶部突出的无包裹裸露环状结构是什么?
Amaro被问倒了。但10分钟后,得克萨斯大学奥斯汀分校的结构生物数学家Jason McLellan回复道,这个裸露的环状结构是一个受体结合结构域(RBD),是刺突蛋白与人细胞表面受体结合的三个区域之一(见“藏起来的刺突蛋白”)。
新冠病毒之所以不同于SARS病毒,就在于它能更快地利用TMPRSS2。TMPRSS2是呼吸道细胞表面大量存在的一种酶。TMPRSS2会先酶切刺突蛋白S2亚基上的一个位点[8]。这个剪切点会暴露一串疏水性氨基酸,暴露后的疏水性氨基酸会迅速嵌入最近的膜中——即宿主细胞膜。随后,展开的刺突蛋白会折叠起来,像拉链一样,迫使病毒外膜与细胞膜融合。
随后,新冠病毒将基因组直接注射到宿主细胞内。通过采取这种弹簧式的侵入方式,新冠病毒比SARS病毒的感染更快,而且不会被核内体逮住