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bioRxiv:特殊模型有望帮助预测新型冠状病毒的潜在药物靶点研究
[ 来源:   发布日期:2020-03-26 15:40:06  责任编辑:  浏览次 ]

近日,一篇发表在预印版平台bioRxiv上题为“Predictions for the binding domain and potential new drug targets of 2019-nCoV”的研究报告中,来自北京科技大学的研究人员通过研究成功预测了新型冠状病毒(2019-nCoV)的结合域和新型潜在的药物靶点。

 

研究者表示,通过对冠状病毒进行进化分析,他们发现,2019-nCoV可能起源于蝙蝠,2019-nCoV的S蛋白或能通过与人类细胞ACE2受体相互作用来进入宿主细胞,这或许就揭示了2019-nCoV的发病机制;另一方面,2019-nCoV还与蝙蝠冠状病毒RATG132共享了大约96.2%的序列,通过对比2019-nCoV的S蛋白(GenBank:MN908947.3)的氨基酸序列与蝙蝠SARS样冠状病毒分离株bat-SL-CoVZC45和蝙蝠SARS样冠状病毒分离株Bat-SL-CoVZXC21,后两者分别与2019-nCoV具有89.1%和88.6%的序列一致性,因此就有用一种假设认为,2019-nCoV或许与蝙蝠SARS样冠状病毒拥有相同的致病通路。

然而,当前使用Swiss模型的研究还需要进一步优化,比如,预测S蛋白结构上配体结合位点尚不明确,此外,模板仅共享了76.4%的序列一致性,这就意味着结果可能无法完全反映现实,因此,研究人员就需要开发出一种新方法,从另一个角度来预测蛋白质的三维结构和相关功能,最重要是,这种新方法还能帮助预测潜在的药物靶点。

这项研究中,研究人员开发出了一种名为I-TASSER(迭代线程组装改进,Iterative Threading Assembly Refinement)的新方法来进行蛋白质结构和功能的预测;当研究者将I-TASSER模型与实际SARS模型进行比较后他们发现,2019-nCoV的表面糖蛋白与S蛋白的CTD1(C末端结构域1)区域相一致,这就表明,2019-nCoV可能是通过构象改变来与宿主细胞的ACE2相结合的。此外,研究者还对2019-nCoV表面糖蛋白的位点进行预测后发现,某些核心的氨基酸或有望成为开发抵御2019-nCoV潜在新型药物靶点。


除此之外,研究人员还开发了一种名为Phyre2的工具,其能利用远程同源检测的手段来构建3D模型,并预测配体结合位点,从而分析氨基酸突变所产生的影响,Phyre2与其它方法的区别不在于准确性而在于实用性;最后研究者表示,I-TASSER和Phyre2两种工具均能用来帮助预测武汉新冠肺炎病毒的刺突蛋白的精确结构,从而为寻找新型药物靶点提供了新的线索和思路。

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