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新冠病毒全名严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2),最初发现时此病毒称为2019新型冠状病毒(2019-nCoV),是正股单链的RNA病毒,可引起致命的呼吸道感染,造成肺部炎症,又称新冠肺炎(COVID-19)。这种新病毒属于Betacoronavirus属,同属的还有SARS-CoV(与新冠病毒相似度79%)和MERS-CoV。 文长! 本文内容分四部分: 1. 新冠病毒基因组与蛋白 2. 病毒生命周期 3. 新冠病毒与药物开发 4. 新冠病毒研究工具 新冠病毒具有约29,900个RNA碱基,其中包含多达29个开放阅读框。尽管功能蛋白的确切数目尚待确定,但至少有16种非结构蛋白(nonstructural proteins, nsp),4种结构蛋白(structural proteins)和6到7种辅助蛋白(accessory proteins)被确认。虽然蛋白功能研究还在进行,但根据之前对SARS-CoV及其他冠状病毒的研究,科学家们已确定了大多数这些蛋白的功能。图一中显示了SARS-CoV-2基因组的示意图,而基于SARS-CoV和其他冠状病毒的研究,新冠病毒蛋白的已知功能或假设功能汇总于下表1中。
目前WHO已宣布该病进入大流行(25),可通过人与人传播,潜伏期约为2-14天,甚至有一些报告显示,部分无症状感染者可通过**和打喷嚏将呼吸道飞沫排出传播病毒。 随着新冠病毒大流行,研究人员和临床医生在努力研究有关新冠病毒的生物学、发病机制以及获取更多如何治疗临床上更具伤害性的肺炎信息。如同其他病原体一样,SARS-CoV-2如何进入宿主细胞及整个生命周期如何运作是科学家急欲了解的一环(图二)。
1-1.病毒通过刺突蛋白(spike protein, 简称S protein) 与受体ACE2结合。1-2.通过胞吞作用病毒进入到人体细胞。2. 宿主核醣体结合到病毒RNA,转录pp1a, pp1ab多聚蛋白。 3. nsp3 (PLpro), nsp5 (3CLpro)切割多聚蛋白产生nsp1~nsp16。 4. nsp12 RNA依赖RNA聚合酶(RdRp)与nsp7, nsp8等因子形成转录复制复合体(RTC)复制病毒RNA。 5.复制后的RNA由核衣壳蛋白包裹与结构蛋白-膜蛋白(Membrane (M))、包膜蛋白(Envelope (E))刺突蛋白(Spike (S))进行病毒组装。5.病毒释出感染下一个细胞。
目前除了开发基于刺突蛋白与ACE2结合的药物外(图三),Hoffmann等人在最近发表于Cell 期刊的研究中,确认石正丽团队先前的研究发现,血管紧张素转换酶2(ACE2)是SARS-CoV-2的细胞受体,这点与SARS-CoV一样(26,27)。此外,他们也确定丝氨酸蛋白酶TMPRSS2为启动SARS-CoV-2刺突蛋白(S)活性的关键因素,这是病毒通过和细胞膜融合进入宿主细胞的重要步骤(图四)。作者还证明,丝氨酸蛋白酶抑制剂camostat mesylate(在日本已经被用于临床治疗慢性胰腺炎的药物)能够干扰SARS-CoV-2感染肺细胞。最后,该研究的数据显示,针对SARS-CoV 刺突蛋白产生的中和抗体可能对SARS-CoV-2的感染者提供一些保护作用。此研究不仅进一步了解SARS-CoV-2进入细胞的关键因素,并提供SARS-CoV-2一些可能的治疗途径。
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表3. 新型冠状病毒研究相关抗体
表4. 新型冠状病毒研究重组蛋白质與肽
Reference 1. Cell. 2020 Mar 4. pii: S0092-8674(20)30229-4. 2. Sci China Life Sci. 2020 Apr 10. 3. Virol J. 2009 Jun 18;6:79. 4. Virol J. 2019 May 27;16(1):69. 5. PLoS One. 2013 Apr 29;8(4):e62416. 6. J Virol. 2009 Oct;83(19):10314-8. 7. Antiviral Res. 2015 Mar;115:21-38. 8. Virology. 2017 Oct; 510: 165–174. 9. Acta Pharm Sin B. 2020 Feb 27. 10. mBio. 2013 Aug 13;4(4). 11. Autophagy. 2014 Aug 1; 10(8): 1426–1441. 12. Nat Commun. 2019 May 28;10(1):2342. 13. Adv Virus Res. 2016;96:59-126. 14. Sci Rep. 2020 Mar 11;10(1):4481. 15. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 May 23;114(21):E4251-E4260. 16. FASEB J. 2019 Aug;33(8):8865-8877. 17. J Microbiol Immunol Infect. 2017 Jun;50(3):277-285. 18. J Virol. 2015 Dec;89(23):11820-33. 19. Virol J. 2009 Aug 24;6:131. 20. Sci Rep. 2018 Oct 11;8(1):15177. 21. Virology. 2009 May 10;387(2):402-13. 22. J Virol. 2020 Apr 1;JVI.00411-20. 23. Virus Genes. 2015 Feb;50(1):29-38. 24. bioRxiv 2020 Epub. 25. Nature News. 11 March 2020. 26. Nature 579, 270-273 (2020). 27. Cell 181, 1-10 (2020). 28. Science 367(6485), 1412-1413 (2020). 详情请咨询 GeneTex全国独家代理-欣博盛生物科技 全国服务热线: 4006-800-892 邮箱: market@neobioscience.com 深圳: 0755-26755892 北京: 010-88594029 上海: 021-34613729 广州:18024516375 香港: 852-69410778 代理品牌网站: www.nbs-bio.com 自主品牌网站: www.neobioscience.net |