MERS病毒感染宿主细胞的不寻常的分子机制
研究人员已经确定了中东呼吸综合症冠状病毒(MERS-CoV)进入宿主细胞的机制,这是感染过程中的关键步骤。
MERS-CoV两年前在沙特阿拉伯出现,自那时以来全世界已有850多例实验室确诊病例,其中300多例是致命的。
今年早些时候,康奈尔大学的研究人员证实,骆驼是MERS-CoV的中间宿主,可以将病毒传播给人类。一些研究小组正在开发MERS-CoV疫苗,其基于中和病毒的抗体,或以其他方式抑制病毒的化合物。
发表在美国国家科学院院刊上的这项最新研究不仅有助于解释MERS-CoV的多宿主生命周期,而且为疫苗的开发开辟了新的途径1。
病毒感染涉及病毒表面上的蛋白质,其识别,结合并与被感染细胞膜的组分相互作用。在MERS-CoV的情况下,称为刺突的包膜蛋白促进病毒颗粒与细胞膜的融合,从而可以将病毒DNA注射到细胞中。
通常,这涉及在特定位置切割病毒包膜蛋白。该过程由称为蛋白酶的特定蛋白质切割酶催化,并制备包膜蛋白用于与细胞膜融合。然而,到目前为止,MERS-Cov如何感染细胞的细节尚不清楚。
研究人员Jean Kaoru Millet和Gary Whittaker使用生物信息学结合生化分析来检验MERS-CoV刺突蛋白的特征,并发现融合涉及一种不寻常的两步机制。
两个位点都被称为弗林蛋白酶的蛋白酶识别,该蛋白酶在刺突蛋白合成期间作用于一个,并且在进入宿主细胞期间作用于另一个。
“从骆驼中分离的MERS-CoV的S蛋白中观察到弗林蛋白酶切割位点,”Whittaker说。“通过突变获得切割位点可能使病毒感染骆驼内的更多细胞类型,并更容易通过动物的分泌物和液体传播。”
他补充说,这种突变可能会改变刺突蛋白如何与细胞表面受体结合,如何通过宿主蛋白酶进行融合,以及病毒可以感染哪种物种。
在阿拉伯世界的大部分地区,特别是在沙特阿拉伯,人类与骆驼有着密切的关系。许多沙特骆驼商经常喝骆驼奶,这是一种可能的感染途径。
据英国广播公司最近的一份报道称,尽管知道了MERS-CoV生命周期和感染过程,以及沙特卫生官员表示他们正在尽其所能控制病毒,但骆驼交易商显然仍然没有意识到这些风险。
“我们目前正在研究基于弗林蛋白酶激活MERS-CoV进入宿主细胞的发现的抗病毒策略,”Whittaker继续说道。“我们还在探索MERS-CoV刺突蛋白的多样性,通过比较各种分离物的序列,特别是骆驼的序列,我们正在研究蝙蝠的相关病毒,这可能有助于揭示MERS-CoV如何能够感染骆驼和人类。”
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