S659位点的O-GlcNAc修饰增强SARS-CoV-2刺突蛋白稳定性及假病毒包装效率

O-GlcNAcylation at S659 enhances SARS-CoV-2 spike protein stability and pseudoparticle packaging efficiency.

作者信息Ting Xu, Jie Li, Xiaoxuan Lu, Shuai Song, Shengnan Wang, Jing Li, Leiliang Zhang
PMID40719472
发布时间2025-09
DOI10.1128/spectrum.00527-25

实验完整度

研究包含免疫共沉淀与GST-pulldown、质谱、突变体Western blot、CHX追踪、ACE2结合及假病毒包装等多个独立实验层级,具功能与机制验证。

主要模型

HEK293T细胞 Huh7.5.1细胞 SARS-CoV-2假病毒包装系统

重点核对

IP实验需验证GFP-S与HA-OGT共转染及相应抗体IP O-GlcNAc检测需使用TMG增强信号 CHX追踪实验中需明确CHX浓度及处理时间(原文未给出具体数值) 假病毒包装需按比例8:4:3:3共转染四种质粒 ACE2结合实验需共表达HA-ACE2并进行IP

摘要

严重急性呼吸综合征冠状病毒2的刺突蛋白在病毒进入和发病机制中发挥着至关重要的作用,使其成为治疗策略的重要靶点。在本研究中,我们探讨了S蛋白与O-GlcNAc转移酶之间的相互作用,通过免疫沉淀和谷胱甘肽S-转移酶-pulldown实验揭示了这些蛋白质之间的物理关联。我们的结果表明,S蛋白上的S659是O-GlcNAc修饰的主要位点,这一点通过离子迁移质谱和突变研究得以证实。值得注意的是,S659A突变显著降低了S蛋白的O-GlcNAc修饰水平,导致泛素化增加并随后加速S蛋白的降解。放线菌酮脉冲追踪实验进一步证实,与S659A突变体相比,野生型S蛋白具有更高的稳定性。尽管存在这些稳定性变化,S659A突变并未损害S蛋白与其受体ACE2的结合亲和力。然而,我们发现S659A突变显著降低了SARS-CoV-2假病毒的包装效率。总的来说,我们的研究结果强调了S659位点的O-GlcNAc修饰在调节S蛋白稳定性和病毒颗粒组装中的关键作用,并强调了其作为针对SARS-CoV-2治疗干预靶点的潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SARS-CoV-2刺突蛋白是否在S659位点被O-GlcNAc修饰,以及该修饰对其稳定性、受体结合和病毒组装的影响。
核心机制
S659位点的O-GlcNAc修饰通过抑制S蛋白的泛素化降解,增强其稳定性;缺失该修饰(S659A突变)导致泛素化增加,蛋白降解加速,进而降低假病毒包装效率,但不影响ACE2结合。
主要证据
通过IP和GST-pulldown证明S蛋白与OGT相互作用;离子迁移质谱鉴定S659为O-GlcNAc位点;突变实验显示S659A降低O-GlcNAc修饰并增加泛素化;CHX实验表明WT蛋白半衰期更长;ACE2结合实验无差异;假病毒包装实验显示S659A降低荧光素酶活性。
研究意义
研究揭示S659位点O-GlcNAc修饰对S蛋白稳定性和病毒粒子组装至关重要,为开发针对SARS-CoV-2及其变异株的抗病毒策略提供了潜在靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

S蛋白与OGT相互作用验证

验证SARS-CoV-2 S蛋白是否与OGT存在物理相互作用。

在HEK293T细胞中共表达HA-OGT与GFP-S,通过免疫共沉淀和GST-pulldown检测相互作用。

2

S659位点O-GlcNAc修饰鉴定

鉴定S蛋白上O-GlcNAc修饰的具体位点。

利用离子迁移质谱分析S蛋白肽段,并通过突变体S659A与抗O-GlcNAc抗体Western blot验证。

3

O-GlcNAc修饰对S蛋白稳定性影响

评估O-GlcNAc修饰是否影响S蛋白的稳定性及其与泛素化的关系。

检测S659A突变体及OGA过表达对S蛋白泛素化水平的影响,并通过CHX追踪比较WT与突变体的半衰期。

4

S659A突变对ACE2结合的影响

评估S659A突变是否影响S蛋白与ACE2受体的结合。

在HEK293T细胞中共表达HA-ACE2与GFP-S-WT或S659A,通过IP检测结合。

5

S659A突变对假病毒包装效率的影响

评估S659A突变是否影响SARS-CoV-2假病毒的包装和感染效率。

用四质粒系统包装假病毒,感染Huh7.5.1细胞,检测荧光素酶活性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
HEK293细胞COBIOERCBP60232
抗Flag抗体未知XHY021L
兔抗GFP抗体Proteintech50430-2-AP
抗HA抗体Proteintech51064-2-AP
HRP标记亲和纯化山羊抗兔IgG(H+L)ProteintechSA00001-2
抗β-肌动蛋白抗体ImmunowayYM3028
抗O-GlcNAc (RL2)抗体Abcamab2739
带N端GFP标签的SARS-CoV-2刺突蛋白ORF cDNA表达质粒Sino BiologicalRG81059-ANG
带C端HA标签的人ACE2 ORF cDNA克隆表达质粒Sino BiologicalHG10108-CY
PEI MAX转染级线性聚乙烯亚胺盐酸盐未明确24765-1
ECL检测系统BeyotiomeP0018FM-1
Thiamet-G未明确--
异丙基β-D-硫代半乳糖苷 (IPTG)未明确--
谷胱甘肽-琼脂糖珠未明确--
Steady-glo试剂Promega--
Bio-Rad ChemiDoc Touch凝胶成像系统Bio-Rad--
酶标仪 (TECAN SPARK)TECAN--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
蛋白相互作用
HEK293T细胞中GFP-S与HA-OGT共表达条件;IP抗体及Wash条件
阅读提示:Materials and Methods 中 IP and immunoblotting 及图1图注
O-GlcNAc修饰检测
S659A突变体构建;TMG浓度及处理时间(原文未明确)
阅读提示:Results 中 O-GlcNAcylation modification 部分及图2图注
蛋白稳定性
CHX浓度及处理时间点(未明确);泛素化实验的转染条件及检测
阅读提示:Results 中 Impact of O-GlcNAcylation on S protein stability 及图3图注
假病毒包装
四质粒比例(8:4:3:3);PEI转染条件;病毒收获时间(48小时);感染细胞(Huh7.5.1)数量
阅读提示:Materials and Methods 中 SARS-CoV-2pp packaging 及图4图注