iScience：细胞膜在允许冠状病毒的刺突蛋白感染宿主细胞方面发挥着比人们想象中更大的作用

在一项新的研究中，来自加拿大阿尔伯塔大学的研究人员发现细胞膜在允许病毒表面上的刺突蛋白感染宿主细胞方面所起的作用比以前了解的要大得多。这一研究结果可能会使科学家们在解决SARS-CoV-2---引起COVID-19的冠状病毒---以及其他潜在的致命病毒方面占上风。相关研究结果近期发表在iScience期刊上，论文标题为“Progressive membrane-binding mechanism of SARS-CoV-2 variant spike proteins”。

论文通讯作者、阿尔伯塔大学生物化学教授Michael Overduin及其团队使用了一种名为膜最佳对接区域（Membrane Optimal Docking Area, MODA）的软件来确定细胞内蛋白和膜之间的相互作用。

当COVID-19大流行关闭了阿尔伯塔大学的实验室时，Overduin实验室的一名本科生Troy Kervin将他的研究转向了他可以在实验室外进行的研究工作。他收集了一个膜结合结构域家族中的所有蛋白，并使用MODA来预测这些结构域上的哪些区域与膜结合。他发现，细胞膜---在细胞周围由称为脂质的脂肪分子构成的屏障---在病毒与细胞的结合中发挥着比以前想象的更重要的作用。这些发现成为有关细胞结合活性的额外研究的基础，即刺突蛋白---比如在SARS-CoV-2病毒表面上发现的那些刺突蛋白---是否与膜结合。

科学界的共识是SARS-CoV-2刺突蛋白的作用是与细胞外表面上的血管紧张素转化酶（ACE2）受体结合，而不是与细胞膜结合。

在另一名本科生Anh Tran的帮助下，Overduin团队开始使用MODA来比较原始的SARS-CoV-2毒株及其变体中的大量刺突蛋白结构。

Overduin说，“我们发现刺突蛋白是如何与我们的肺部细胞的脂质接触并进入的。然后我们发现奥密克戎（Omicron）变体是超级活跃的。我们认为这真地非常、非常令人兴奋。也许这有助于它如何更容易进入细胞并更快地传播。”

图片来自iScience, 2022, doi:10.1016/j.isci.2022.104722。

该团队认为，除了SARS-CoV-2之外，其他病毒也使用类似的机制进入宿主细胞，但是在此之前，这一过程还很难观察到。像MODA这样的软件的开发使得像这样的预测和描述蛋白在细胞中的真正行为变得更加容易。Overduin说，“我们正处于这个数字时代的开端，我们可以真正看到比两年前更多的东西，我们可以查看人类基因组中的每种蛋白，并测量每种蛋白如何与膜相互作用。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Michael Overduin et al. Progressive membrane-binding mechanism of SARS-CoV-2 variant spike proteins. iScience, 2022, doi:10.1016/j.isci.2022.104722.

2. Cell membranes play a larger role than thought in allowing spike proteins on viruses to infect cells
https://medicalxpress.com/news/2022-09-cell-membranes-larger-role-thought.html