江北区新增2家“科技工作者之家”刺突蛋白渝北区科协调研区内科技医药公司北碚区成功举办青少年科技模型大赛石柱县科协评审市民科普广场设计方案打通群众出行“最后一公里” 北碚公交实现“村村通”
第10版:科技服务·科普
上一版 下一版  
江北区新增2家“科技工作者之家”
刺突蛋白
渝北区科协调研区内科技医药公司
北碚区成功举办青少年科技模型大赛
石柱县科协评审市民科普广场设计方案
打通群众出行“最后一公里” 北碚公交实现“村村通”
     
 
重庆日报 | 重庆科技报
重庆日报报业集团主办 
3上一篇  下一篇4  
2021 年 12 月 02 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国
新冠病毒变异毒株的
刺突蛋白

  日前,意大利某实验室公布了全球首张关于新冠病毒变异毒株奥密克戎(Omicron)的图片。图片显示,奥密克戎毒株拥有更多的刺突蛋白突变。部分专家认为,这意味着奥密克戎的传染性或会增强,导致人体感染病毒的风险增加。什么是病毒的刺突蛋白?突变以后怎么会变得这么厉害呢?

  病毒如何入侵细胞

  许多细菌或真菌病原体可以在没有宿主细胞感染的情况下自行生存,但是病毒不能,病毒必须寄生在其他生物的细胞内,然后利用细胞自身的生化机制来增殖新的病毒,并传播给其他细胞或个人。

  病毒进入细胞并发生增殖通常分为五个步骤:第一步,遇到细胞并牢牢吸附在上面;第二步,入侵细胞并注入核酸,释放自己的遗传基因霸占细胞;第三步,挟持细胞停止自身的工作,改为病毒合成核酸和蛋白质;第四步,不断进行病毒装配;第五步,释放装配好的病毒感染其他健康细胞。

  细胞当然也会想办法来抵御病毒的入侵。细胞抵御入侵者的主要防御措施之一是它的外层。细胞包层由脂肪层组成,脂肪层含有构成细胞的酶、蛋白质和DNA。由于脂肪的生物化学性质,外表面带着高度的负电荷和排斥性。病毒必须穿过这个屏障才能进入细胞。

  而病毒用以打开细胞屏障的“钥匙”,就是刺突蛋白。

  刺突蛋白是什么

  刺突蛋白(spike protein),是一种约定俗成的说法,学名称作棘突蛋白或S蛋白。

  所谓刺突,即病毒包膜的糖蛋白。有些病毒除了具有包膜外,还有包膜突起,这些包膜突起形成了位于冠状病毒最外层、像一个个突起“皇冠”的刺突蛋白。刺突蛋白由1000多个氨基酸的线性链组成,整齐地折叠成一个结构,该结构中镶嵌有多个糖分子,因此刺突蛋白又称刺突糖蛋白。刺突蛋白的功能各不相同。有的是病毒粒子的吸附蛋白,与病毒的吸附有关;有的是病毒的融合蛋白,它可以促进病毒包膜与细胞膜融合,与病毒的侵入有关。

  当刺突蛋白与人类宿主细胞受体,也就是血管紧张素转换酶2(ACE2)相互作用时,病毒感染就发生了。刺突蛋白会与ACE2受体结合,然后急剧改变形状,自身折叠,从而进入内部。当病毒被内吞到细胞后,实际上还在一个膜泡里,此时病毒就会再利用刺突蛋白将其自身的包膜接合到细胞的膜上,使病毒包膜直接与细胞膜融合,从而打开屏障,接管细胞。

  刺突蛋白的突变

  为了更好地与受体结合,突破细胞屏障,病毒的刺突蛋白有时不止一种。例如埃博拉病毒有1种,流感病毒有2种,单纯疱疹病毒有5种。实在不行,刺突蛋白还能进行氨基酸突变。

  2020年10月在印度发现的德尔塔变异毒株,其刺突蛋白总共包含15处突变,世界卫生组织在2021年5月将其列为“需要关注的变异株”。而日前同样被世卫组织列为“需要关注的变异株”的奥密克戎变异毒株,比德尔塔毒株的突变更多。初步研究发现,目前该变异毒株携带的突变至少有32处。

  刺突蛋白的大量突变,意味着病毒突破细胞屏障的“钥匙”更万能。例如在奥密克戎刺突蛋白的多处突变中,N501Y、K417N,以及T478K(德尔塔病毒上出现过)等“老突变”都曾使变异毒株获得了更强传播能力。而另一部分“新突变”,则可能影响抗体对刺突蛋白的识别。这也是科学家猜测奥密克戎可能更具传染性的原因。当然,目前还有很多点位的突变不为人们所熟知,是否会对病毒传播能力造成显著影响,需要进一步的研究。(本报综合)

3上一篇  下一篇  
 
《重庆科技报》版权所有 未经书面授权 不得复制或建立镜像
地址:重庆市渝中区双钢路3号科协大厦 邮编:400013
技术支持:北京北大方正电子有限公司