模拟揭示了优势SARSCoV2株如何与宿主结合屈服于抗体张茜

模拟揭示了优势SARS-CoV-2株如何与宿主结合屈服于抗体

在原子水平上的大规模超级计算机模拟表明，引起COVID-19的病毒的主要G型变异体更具传染性，部分原因是与其他变异体相比，它更易于与体内目标宿主受体结合。由洛斯阿拉莫斯国家实验室领导的团队的这些研究结果阐明了G型感染和对其的抗体耐药性的机制，这可能有助于将来的疫苗开发。

“在我们体内，Spike蛋白的基本组成部分之间的相互作用以G形式变得更加对称，这给我们提供了更多与宿主受体结合的机会，” Gnana Gnanakaran说，该论文今天发表在《科学进展》上“但是同时，这意味着抗体可以更容易地中和它。从本质上讲，该变体抬起头来与受体结合，这使抗体有机会攻击它。”

研究人员知道，该变体更具感染力，可以被抗体中和，但他们不知道如何。这项新工作模拟了超过一百万个单独的原子，并需要约2400万个CPU小时的超级计算机时间，提供了有关该变体的Spike行为的分子级细节。

当前的SARS-CoV-2疫苗基于病毒的原始D614形式。对G变体的这种新的理解-在原子水平上对G形式进行的最广泛的超级计算机模拟-可能意味着它为将来的疫苗提供了基础。

该团队在2020年初发现了D614G变体，这是由SARS-CoV-2病毒引起的COVID-19大流行加剧的结果。这些发现发表在《细胞》杂志上。科学家已经观察到了Spike蛋白的突变。这种D614G突变在全球范围内盛行大约几个星期。

Spike蛋白通过Spike的受体结合域与我们许多细胞中发现的特定受体结合，最终导致感染。该结合要求受体结合结构域从不能结合的封闭构象结构转变成可以结合的开放构象。

这项新研究中的模拟表明，在新G型变量中，Spike构件之间的相互作用比原始D型应变中的相互作用更加对称。这种对称性导致开放构象中出现更多的病毒性刺突，因此它更容易感染人。

来自Los Alamos的一组博士后研究员Rachael A.Mansbach，Srupupa Chakraborty和Kien Nguyen领导了这项研究，对这两种变体进行了两个微秒级的多次微秒级模拟受体结合结构域的结构，以阐明Spike蛋白如何与宿主受体和中和抗体相互作用，从而帮助保护宿主免受感染。

研究小组的成员还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室的贝特·科伯和杜克人类疫苗研究所的戴维·蒙特菲奥里。

该团队感谢Los Alamos机构计算主管Paul Weber为这项研究提供了对实验室超级计算机的访问权限。

论文：“ SARS-CoV-2 Spike变体D614G支持开放构象状态”，《科学进展》。Rachael A.Mansbach，Sirrupa Chakraborty，Kien Nguyen，David C.Montefiori，Bette Korber，S.Gnanakaran。

资金：该项目得到了Los Alamos实验室指导的研究与开发项目20200706ER，主任的博士后研究金以及Los Alamos的非线性研究博士后计划中心的支持。

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