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重大突破!新冠疫苗新曙光:Science公布全球首个病毒入侵关键蛋白的修饰全景图

2020-05-13
中科新生命
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最新数据显示,全球新冠累计确诊已超400万!虽然疫苗被认为是极有效的控制及治疗手段之一,但目前仍未有相关疫苗上市。牛津大学糖生物学研究所所长Raymond Dwek教授认为,新冠疫苗研发困难的重要原因之一即其“高度糖基化现象”,糖基化能保护特定表位免受抗体中和而促进病毒免疫逃避等,可见新冠病毒糖基化是疫苗及药物开发、相关基础科研中均受广泛关注的问题。

糖基化是常见的翻译后修饰之一,70%的人类基因组参与糖链合成及修饰,糖基化广泛参与到机体蛋白的细胞定位、活性、稳定性、寿命、免疫等。在病原感染的研究中,糖基化同样扮演了重要作用,包括介导病毒蛋白的折叠与稳定、病毒感染入侵、识别宿主细胞受体、帮助病毒实现免疫逃避等,因此糖基化相关研究是揭示病原体感染机制、指导疫苗或药物设计的重点关注内容。

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2020年5月4日,Science 在线发表"Site-specific glycan analysis of the SARS-CoV-2 spike"研究论文,来自英国南安普敦大学Max Crispin团队通过表达纯化重组的新冠病毒的疫苗设计重要靶标——刺突(S)蛋白,并采用液相色谱-质谱(LC-MS)分析等方法,鉴定了S蛋白单体上的糖基化修饰位点并描绘了聚糖结构全景图谱,该研究为深入理解病毒的生物学特征、以及指导疫苗设计具有重大助推作用。

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图1. 新冠病毒S蛋白的N-糖基化修饰位点

S蛋白是介导新冠病毒入侵细胞和膜融合的关键蛋白,因此是疫苗设计关键靶标,通过质谱方法,鉴定出293F细胞重组的S蛋白上的22个N-糖基化位点,其中18个糖基化位点在SARS病毒S蛋白中是保守的。

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图2. 新冠病毒S蛋白的多糖类型

S蛋白糖基化位点的糖链修饰有三种类型:高甘露糖型、杂合型和复合型,其中复合型糖链占比较高,且多糖种类和丰度差异较大。

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图3. 新冠病毒S蛋白的糖基化结构图谱


小编总结

该文通过质谱的方法分析了病毒S蛋白N-糖基化位点,并绘制了S蛋白三聚体的糖基化图谱,为我们展示了翻译后修饰研究的强有力分析手段——基于质谱的方法研究蛋白翻译后修饰。中科新生命基于超15年的质谱服务经验,提供N-糖基化、磷酸化、乙酰化、泛素化等多种修饰类型的组学定量分析、位点鉴定服务,已协助科研人员在领域内发表多篇高水平文章,为科学研究助力。欢迎感兴趣的老师联系咨询。


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参考文献

https://science.sciencemag.org/content/early/2020/05/01/science.abb9983