Jerry的免疫學之新型冠狀病毒篇(2)——刺突蛋白

前一篇主要提及了新型冠狀病毒的整體結構,主要的組成分子是核酸RNA和幾類蛋白質。因此,病毒的結構應該說是簡單的不能再簡單了,這就產生了病毒是否應當被認定為生命體的辯論。對於一般的生命體來說,即使簡單如一般的單細胞細菌,其仍具有典型的細胞結構,即包括細胞膜、細胞質和核區結構。這種細胞結構仍可以保證其作為獨立的個體,在環境中,通過自身的代謝,進行生長和擴增。

Jerry的免疫學之新型冠狀病毒篇(2)——刺突蛋白

原核細胞與真核細胞細胞結構對比圖

然而病毒甚至連這種最為簡單的系統結構也沒有,除了簡單的蛋白和必要的核酸部分,病毒沒有任何細胞結構,比如細胞膜和細胞質。


Jerry的免疫學之新型冠狀病毒篇(2)——刺突蛋白

病毒結構與細菌結構對比圖

在僅有的幾個結構中,刺突蛋白(S-蛋白)無疑是病毒最為重要的蛋白之一。因為它在病毒感染宿主細胞的過程中起到至關重要的作用。

Jerry的免疫學之新型冠狀病毒篇(2)——刺突蛋白

新冠病毒感染細胞的過程示意圖

如新冠病毒的刺突可以與人細胞上的ACE2受體相結合,進而引發病毒分子與宿主細胞的膜融合和細胞吞噬作用。經過結構的解析,我們可以清楚的看到新冠病毒S-蛋白的結構。

Jerry的免疫學之新型冠狀病毒篇(2)——刺突蛋白

刺突蛋白的結構示意圖

S-蛋白分佈在整個病毒個體表面(紅色),通過冷凍電鏡技術解析其分子結構,我們可以看到整個刺突是由3個S-蛋白單體構成的(粉色、青色和黃色)。上圖中最右面的結構是單體S-蛋白的結構。三個單體S-蛋白通過分子間相互作用、疏水作用和氫鍵,彼此相互作用,形成了三聚體的刺突結構。

該結構可以通過S-蛋白的受體結合區域與宿主細胞上ACE2受體緊密結合,將病毒牢牢的“栓”在細胞上,從而為病毒進入細胞提供了結構基礎。

Jerry的免疫學之新型冠狀病毒篇(2)——刺突蛋白

刺突與ACE2受體結合的複合物結構示意圖

因此,刺突蛋白是在研究新冠病毒工作中的重要靶標,探索和了解刺突結構和刺突蛋白的結構和功能,為科學家認識病毒感染的機制和研發潛在的藥物提供了必要的手段和條件,從而大大提高了人類最終能夠戰勝新冠病毒的可能性。


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