主页 > 图文与视频 > 好看图文 > 设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

飞鸟健康资讯  发布于  2021-02-09 14:31  |  好看图文

2020年2 月 11 日,美国科学家团队在预印版平台 bioRxiv 发表,新冠病毒S蛋白超清结构。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

2020年2 月 19 日,中国科学家团队在预印版平台 bioRxiv 发表,新冠病毒细胞受体结合域与ACE 2受体结合的晶体结构。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

前者是新冠病毒的攻击结构,后者是新冠病毒的接受攻击的结构,有了这些结构,就相当于了解了病毒的“进攻武口器”与“攻击部位”。

在新冠疫情爆发初期,这两个发现是中美科学界一段无声的配合。


这两个团队,存在着一个中间人物:王年爽,结构生物学家,一个现在在美国的中国科学家。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

王博士在去美国研究疫苗新技术之前,是在清华大学王新泉教授带领下,研究过MERS冠状病毒,MERS冠状病毒与新冠状病毒属同一家族病毒。

后来王年爽的博士后的研究方向,选择了结构生物学的手段设计疫苗,这在美国是一个新兴的科学领域,而王博士的团队这几年所研究的,就是如何利用这种技术指导冠状病毒疫苗的设计。


冠状病毒家族的特别,就在于它们有共同的特点:S蛋白,

一种长得像皇冠的糖蛋白,就是它提供“钥匙”,打开各种细胞的大门。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

而S蛋白,就是几十个氨基酸组成的,构象极不稳定,在体内会发生重构,如果这时不加以修饰,制造出来的疫苗就可能不会形成中和抗体,结合并抑制冠状病毒感染与复制。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

那什么是中和抗体呢?

新冠状病毒是蛋白外壳+RNA核酸分子构成的,它的蛋白,除了S蛋白外,还有M蛋白(膜蛋白),E蛋白(包膜蛋白),N蛋白(核衣壳蛋白)。那咱们的免疫系统,只要能识别出这是异种蛋白,就可能会产生相应的抗体去结合它们,所以这里就会产生两种可能:

1, 抗体与病毒结合,并不影响病毒感染细胞;

2, 抗体与病毒结合,阻止该病毒黏附靶细胞受体,顺利阻止病毒侵入细胞。这种才叫做中和抗体。

这就好像,抗体把病毒小偷的一只手给砍了,但小偷的作案工具还在,一样是可以偷摸进来。

所以说,疫苗产生总抗体的多少,并一定能完全代表它的保护效力的强弱,因为并不是所有的抗体都有抗病毒作用。当然,也些非中和抗体也能诱异其他的细胞免疫,例如增强巨噬细胞的吞噬作用等。但总的来说,中和抗体介异的整体免疫作用是更强的。

因此,S蛋白如何更加稳定,如何诱导更强的免疫反应,就成了很多新冠疫苗的关键。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

那是如何让新冠病毒的S蛋白更加稳定的呢?


新冠病毒S蛋白,由三个S1亚基与一个S2三聚体构成,在感染细胞过程中,

S1亚基负责识别与抓牢细胞ACE2受体,然后这个类似杆状的S2亚基与细胞膜融合,

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

融合后,新冠病毒的遗传信息就能进入细胞内进行转录与复制了。

王年爽通过诱导突变,把S蛋白的两个脯氨酸叠加之后,这个杆状的S2亚基的稳定性会增加,就像两单车一样,给它加固两个轮,行驶的稳定性就会增加。现在科学上把这一设计称为 S-2P。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

那稳定化的S蛋白有什么作用呢?

目前,美国目前上市的两种mRNA疫苗,就是利用基因工程技术,借用人体细胞自己生产这种经过改造的S蛋白,来诱导新冠病毒的免疫反应。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

事实上,S-2P 技术的应用不局限于 mRNA 疫苗,现在其他新冠疫苗也在使用,包括Novavax的重组蛋白疫苗、强生的腺病毒疫苗等,涉及到的S蛋白的基因,很多都是采用这种技术。

重组蛋白疫苗,就是将S蛋白的基因交给杆状病毒侵染蛾细胞,然后让蛾细胞帮忙大量生产S蛋白,最后提取纯化,通过纳米颗粒包裹成疫苗。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

而腺病毒载体疫苗,就是把S蛋白基因整合到没有复制机能的腺病毒DNA中,再让腺病毒感染宿主细胞,然后让宿主细胞生产S蛋白,最后通过扩增纯化,制成疫苗。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

所以,S蛋白作为关键的靶点,它的稳定化程度,直接影响很多新冠疫苗的保护效力,这也是基础科学重要性的体现。

目前,王博士所在的实验室,又设计出了 S-6P,也就是具有 6 个脯氨酸突变的 S 蛋白,这是一种更加稳定的 S 蛋白结构,这或许有利于将来应对新冠病毒变异。

中国科学家抗击新冠疫情,不只在国内的灭活疫苗,在国际疫苗的舞台,中国力量也越来越不容小觑!

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

有网友评论建议,王年爽博士回国做贡献。

他是这样回复的:修炼一些年,等真正有能力做一些事情的时候会回国的。

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献

我国生物技术的要想进一步发展,离不开国内对人才的重视

希望未来有更多的国家政策,投向于科学创新,给予他们更多施展拳脚的机会。


喜欢本内容的,欢迎关注,点赞,转发与评论。

这期到这里了,咱们下期见!

设计突变,稳定新冠病毒S蛋白,中国科学家对新技术疫苗的贡献  http://www.flyermo.cn/mvimg/img/12090.html

标签:

相关推荐

0769-88038821

电话服务热线时间:9:00 - 21:00

飞鸟健康资讯
官方微信

飞鸟健康资讯
官方微博

Copyright © 2018 常青藤 All rights reserved.粤ICP备17127017号  
咨询反馈
姓名:
手机:
内容:
X