MERS病毒感染宿主細(xì)胞的不尋常的分子機制
研究人員已經(jīng)確定了中東呼吸綜合癥冠狀病毒(MERS-CoV)進入宿主細(xì)胞的機制,這是感染過程中的關(guān)鍵步驟。
MERS-CoV兩年前在沙特阿拉伯出現(xiàn),自那時以來全世界已有850多例實驗室確診病例,其中300多例是致命的。
今年早些時候,康奈爾大學(xué)的研究人員證實,駱駝是MERS-CoV的中間宿主,可以將病毒傳播給人類。一些研究小組正在開發(fā)MERS-CoV疫苗,其基于中和病毒的抗體,或以其他方式抑制病毒的化合物。
發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊上的這項最新研究不僅有助于解釋MERS-CoV的多宿主生命周期,而且為疫苗的開發(fā)開辟了新的途徑1。
病毒感染涉及病毒表面上的蛋白質(zhì),其識別,結(jié)合并與被感染細(xì)胞膜的組分相互作用。在MERS-CoV的情況下,稱為刺突的包膜蛋白促進病毒顆粒與細(xì)胞膜的融合,從而可以將病毒DNA注射到細(xì)胞中。
通常,這涉及在特定位置切割病毒包膜蛋白。該過程由稱為蛋白酶的特定蛋白質(zhì)切割酶催化,并制備包膜蛋白用于與細(xì)胞膜融合。然而,到目前為止,MERS-Cov如何感染細(xì)胞的細(xì)節(jié)尚不清楚。
研究人員Jean Kaoru Millet和Gary Whittaker使用生物信息學(xué)結(jié)合生化分析來檢驗MERS-CoV刺突蛋白的特征,并發(fā)現(xiàn)融合涉及一種不尋常的兩步機制。
兩個位點都被稱為弗林蛋白酶的蛋白酶識別,該蛋白酶在刺突蛋白合成期間作用于一個,并且在進入宿主細(xì)胞期間作用于另一個。
“從駱駝中分離的MERS-CoV的S蛋白中觀察到弗林蛋白酶切割位點,”Whittaker說。“通過突變獲得切割位點可能使病毒感染駱駝內(nèi)的更多細(xì)胞類型,并更容易通過動物的分泌物和液體傳播。”
他補充說,這種突變可能會改變刺突蛋白如何與細(xì)胞表面受體結(jié)合,如何通過宿主蛋白酶進行融合,以及病毒可以感染哪種物種。
在阿拉伯世界的大部分地區(qū),特別是在沙特阿拉伯,人類與駱駝有著密切的關(guān)系。許多沙特駱駝商經(jīng)常喝駱駝奶,這是一種可能的感染途徑。
據(jù)英國廣播公司最近的一份報道稱,盡管知道了MERS-CoV生命周期和感染過程,以及沙特衛(wèi)生官員表示他們正在盡其所能控制病毒,但駱駝交易商顯然仍然沒有意識到這些風(fēng)險。
“我們目前正在研究基于弗林蛋白酶激活MERS-CoV進入宿主細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)的抗病毒策略,”Whittaker繼續(xù)說道。“我們還在探索MERS-CoV刺突蛋白的多樣性,通過比較各種分離物的序列,特別是駱駝的序列,我們正在研究蝙蝠的相關(guān)病毒,這可能有助于揭示MERS-CoV如何能夠感染駱駝和人類。”
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