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新冠病毒怎么打开细胞膜上的密码锁——刺突蛋白与ACE2受体

更新时间:2023-10-13 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

新冠病毒疫情肆虐全球。所谓“知己知彼,百战不殆”,了解病毒,能够更好的开发抗生素、研发卡介苗,尽快攻破疾患。新型冠状病毒才能引起严重的呼吸障碍和喉部发炎,导致大规模的人类死亡。Nty物理好资源网(原物理ok网)

这么,新冠病毒是怎样步入细胞的呢?Nty物理好资源网(原物理ok网)

病毒步入细胞的方法Nty物理好资源网(原物理ok网)

新冠病毒属于有包膜的病毒,研究表明,有包膜的病毒通常还能通过两种方法步入细胞,一种称作内吞,另一种称作膜融合。Nty物理好资源网(原物理ok网)

有包膜病毒步入细胞的两种形式:内吞和膜融合Nty物理好资源网(原物理ok网)

所谓内吞细胞膜受体,即病毒借助细胞本身的内吞机制,让细胞膜将自己包裹上去,运输到细胞内。这是冠状病毒步入细胞的主要方法。Nty物理好资源网(原物理ok网)

所谓膜融合,即病毒的包膜与细胞膜进行融合,病毒将包裹在包膜内部的遗传物质释放到细胞内部。这是冠状病毒步入细胞的另一种形式。Nty物理好资源网(原物理ok网)

无论内吞还是膜融合,接触靶细胞,是新冠病毒步入细胞的第一步。Nty物理好资源网(原物理ok网)

新冠病毒的S蛋白接触ACE2受体Nty物理好资源网(原物理ok网)

新冠病毒不停地穿行在细胞膜外围,寻觅着靶细胞的突破口。身上的皇冠闪闪发光,更像是触觉灵敏的军犬,寻觅着猎物头上的蛛丝马迹。Nty物理好资源网(原物理ok网)

原先,细胞给自己设置了许多密码,只有解开密码,就能步入它的内部。其中一个密码就是血管紧张素转化酶2(-2,ACE2)受体。Nty物理好资源网(原物理ok网)

但是,新冠病毒正是带着锁匙来的,这把锁匙称作S蛋白(刺突蛋白,Spike)。17年前,它的高手SARS病毒带着S蛋白来到细胞面前,步入了细胞内部。17年后,新冠病毒携带着一把升级版的锁匙,再度敲开细胞的房门。Nty物理好资源网(原物理ok网)

新冠病毒这次打开的锁,正是SARS病毒以前打开过的那一把。换句话说,新冠病毒和SARS病毒步入细胞,使用的是相同的ACE2受体。Nty物理好资源网(原物理ok网)

新冠病毒和SARS病毒都属于冠状病毒科。它们在已知的RNA病毒中拥有最大的基因组,约30kb,才能编码S、HE、M、N、E等多种蛋白。其中S蛋白对病毒感染细胞起决定性作用。Nty物理好资源网(原物理ok网)

细胞膜受体_细胞膜受体是_细胞膜受体的三种类型Nty物理好资源网(原物理ok网)

坐落病毒包膜上的S蛋白也叫刺突蛋白(Spike),它向外凸出,使病毒像皇冠一样,这也是冠状病毒命名的来源。Nty物理好资源网(原物理ok网)

“咔嚓”一声,S蛋白这把锁匙,神奇地对上了ACE2受体的暗号。Nty物理好资源网(原物理ok网)

这把锁匙——位于冠状病毒表面的S蛋白,包括突出到外边的腹部S1、颈部S2和跨膜区。与细胞表面ACE2受体结合的,正是S蛋白的腹部S1。Nty物理好资源网(原物理ok网)

S蛋白背部S1的甲基端与细胞膜上的ACE2受体结合在一起,产生复合体。该复合体的结构早已被解析下来,否认了新冠病毒的S蛋白还能与人的ACE2受体互相作用。Nty物理好资源网(原物理ok网)

当S蛋白与ACE2受体互相结合后,ACE2受体会被激活,发生变构,产生二聚体。右图即新冠病毒的S蛋白与细胞膜上ACE2受体相结合的复合体结构。Nty物理好资源网(原物理ok网)

逆秒针旋转90度后,再看一次这个结构。Nty物理好资源网(原物理ok网)

可以发觉,新冠病毒的S蛋白像挂钩通常细胞膜受体,牢牢的缠住了ACE2受体的胞外段。Nty物理好资源网(原物理ok网)

细胞上的ACE2是血管紧张素转化酶2,原本的作用是调节人体血脂的平衡。而在病毒到来时,却意外地成了病毒步入细胞的受体。Nty物理好资源网(原物理ok网)

在血糖平衡的调节系统中,血管紧张素II(AngII)是不得不提的重要成员。Nty物理好资源网(原物理ok网)

血管紧张素II(AngII)属于寡肽类的激素,才能造成血管收缩,下降血糖。Nty物理好资源网(原物理ok网)

而ACE2(血管紧张素转化酶2)的催化亚基坐落细胞外,还能催化血管紧张素II生成血管紧张素(1-7),增加血管紧张素II的水平,因而形成舒张血管、降低血脂的作用。Nty物理好资源网(原物理ok网)

也就是说,ACE2才能帮助细胞酯化血管紧张素II,增加血糖。因而,对于高血糖病人来说,ACE2算是一种十分有益的转化酶。Nty物理好资源网(原物理ok网)

这儿须要指出的是,虽然ACE2与它的同源基因ACE(血管紧张素转化酶)在肺脏细胞中都有抒发,而且两者的作用却迥然相反。Nty物理好资源网(原物理ok网)

细胞膜受体是_细胞膜受体的三种类型_细胞膜受体Nty物理好资源网(原物理ok网)

ACE下降血糖,ACE2增加血糖。Nty物理好资源网(原物理ok网)

ACE才能促使血管紧张素I转化为血管紧张素II,降低血管紧张素II的水平,因而下降血糖。常用的降血糖抗生素正是是通过抑制ACE(而不是ACE2)的作用,降低血管紧张素II的水平,因而形成降血糖的疗效。Nty物理好资源网(原物理ok网)

ACE和ACE2相互拮抗,两者互相协调,共同维持血糖的平衡,是肾素-血管紧张素系统稳态维持的重要成员。Nty物理好资源网(原物理ok网)

可以说,新冠病毒十分阴险,它接触并挟持了细胞内源调节血糖的ACE2,使其成为了自己步入细胞的极佳受体。Nty物理好资源网(原物理ok网)

新冠病毒结合受体的能力更强Nty物理好资源网(原物理ok网)

无论是新冠病毒的S蛋白,还是SARS病毒的S蛋白,两者都是通过结合人体细胞的ACE2受体来感染细胞。这么,谁跟ACE2受体的结合能力更强呢?Nty物理好资源网(原物理ok网)

通过检测两种蛋白之间的平衡解离常数Kd,可以评估两个蛋白结合能力。Kd值越大,结合能力越弱;Kd值越小,结合能力越强。Nty物理好资源网(原物理ok网)

科学家分别检测了SARS和新冠病毒的S蛋白与ACE2受体之间的平衡解离常数Kd,发觉两者的值分别是408.7nM和94.6nM,表明新冠病毒的S蛋白与ACE2受体的结合能力比SARS病毒的S蛋白起码强四倍以上。Nty物理好资源网(原物理ok网)

为何新冠病毒比SARS病毒的S蛋白更容易结合人体的ACE2受体呢?Nty物理好资源网(原物理ok网)

ACE2受体是完全相同的,不同的是病毒上的S蛋白。进一步剖析发觉,新冠病毒的S蛋白与SARS病毒的S蛋白并不完全相同,两者有几个多肽的差异。Nty物理好资源网(原物理ok网)

正是这几个多肽的差异,致使新冠病毒的S蛋白与细胞上ACE2受体产生了更多的互相作用,结合也更加紧密。Nty物理好资源网(原物理ok网)

原先,新冠病毒领到了一把升级版的锁匙,它的S蛋白与细胞的ACE2受体产生了更多的原子互相作用。因而,新冠病毒比自己的高手SARS病毒更容易结合人体的ACE2受体。Nty物理好资源网(原物理ok网)

总结Nty物理好资源网(原物理ok网)

新冠病毒步入细胞的第一步,即通过S蛋白与细胞膜上的ACE2受体结合。目前各国科学家通过研究不同的抗生素来抑制新冠病毒的感染,主要机理便是阻断病毒步入细胞的途径。Nty物理好资源网(原物理ok网)

假如才能针对S蛋白、ACE2受体或则S蛋白与ACE2受体的互相作用,来开发抑制剂,就能否在一定程度上制止病毒步入细胞,进而医治新冠脑炎。对新冠病毒的研究仍在紧锣密鼓的进行之中。Nty物理好资源网(原物理ok网)

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