病毒蛋白

尽管针对病毒感染的高度敏感诊断测试取得了很大进展，但其仍需要复杂的技术来准备样本或解释结果，这使得它们在医疗资源稀缺地区的推广变得不切实际。发表在15日《ACS中心科学》杂志上的一种灵敏的方法，可在短短20分钟内分析病毒核酸，且可使用“夜光”蛋白质一步完成。萤火虫的闪光，琵琶鱼发光的“诱饵”，浮游植物覆盖的海滩出现幽灵般的蓝色，都是由同一种被称为生物发光的科学现象驱动的。涉及萤光素酶蛋白的化学反应会产生发光的效果。这种萤光素酶蛋白已被整合到传感器中，当它们找到目标时，这些传感器会发出易于观察的光。这种简便操作性使这些类型的传感器成为现场即时诊断测试的理想选择，但到目前为止，它们还缺乏高灵敏度，而CRISPR基因编辑技术需要许多步骤和额外的专门设备来检测复杂、噪音样本中的低信号。荷兰埃因霍温理工大学研究小组使用CRISPR系统相关的蛋白质，将它们与一种生物发光技术结合起来，这种技术的信号只需一台数码相机就能检测到。为了确保有足够的RNA或DNA样本进行分析，研究人员进行了重组酶聚合酶扩增（RPA)，这是一种在大约38℃的恒温下工作的简单方法。使用发光核酸传感器（LUNAS）的新技术，两个CRISPR/Cas9 蛋白对病毒基因组的不同相邻部分具有特异性，每个蛋白都有一个独特的萤光素酶片段附着在它们上面。如果研究人员正在测试的特定病毒基因组，这两个CRISPR/Cas9蛋白将与目标核酸序列结合并相互靠近，从而使完整的萤光素酶蛋白在化学底物存在的情况下形成并发出蓝光。当对从鼻拭子收集的临床样本进行测试时，RPA-LUNAS在20分钟内成功检测到新冠病毒RNA，即使在每微升200份拷贝的浓度下也是如此。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 仪器信息网讯& nbsp /strong span style=" text-indent: 2em " 冠状病毒是一类严重危害人类和动物健康的病原微生物，属于具有大量天然宿主的一类RNA病毒。该病毒极易发生基因重组和变异，具有遗传多样性，迄今为止，已不断有新亚型或新的冠状病毒出现。冠状病毒上的S蛋白、PLpro和3CLpro是药物开发的良好靶点，本文整理并总结了基于靶标发现的潜在药物。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/38dd544f-4905-4c6c-899f-7d2e0b1a4099.jpg" title=" 截屏2020-03-30上午11.54.47.png" alt=" 截屏2020-03-30上午11.54.47.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 冠状病毒是一种有包膜的、非节段的单股正链RNA病毒，属于巢病毒目（nidovirales）冠状病毒科（Coronaviridae）正冠状病毒亚科（ortho-coronavirinae）。由于病毒包膜上有向四周伸出的突起，形如花冠而得名。冠状病毒亚科进一步细分为四类，即α、β、γ 和 δ 冠状病毒。冠状病毒在自然界中广泛存在，其自然宿主包括人类和其他哺乳动物如牛、猪、犬、猫、鼠和蝙蝠等。 strong 目前，已经鉴定出六种人类冠状病毒，其中包括α属的HCoV-29E和HCoV-NL63；β属的HCoV-OC43、HCoV-HKU1、严重急性呼吸综合征相关冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征相关冠状病毒（MERS-CoV）。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 另外，近期从武汉市不明原因肺炎患者下呼吸道分离出的冠状病毒，世界卫生组织初步命名为2019-nCoV。2020年2月12日，国际病毒分类委员会宣布新型冠状病毒（2019-nCoV）的正式分类名为 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV-2） /span 。研究者将来源于武汉的新型冠状病毒序列与已知的“SARS冠状病毒”“MERS冠状病毒”进行了比较，发现 strong 6个新型冠状病毒序列几乎一致，其与SARS的同源性更高，相似性约为70%，与MERS相似性约为40%。 /strong strong 序列差异主要在ORF1a和编码S-蛋白的spike基因上，这是冠状病毒与宿主细胞作用的关键蛋白。 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 冠状病毒蛋白靶点结构研究进展 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 冠状病毒是最大的一种核糖核酸病毒（26～32kb），其基因组为单股、正链RNA。编码非结构蛋白（Nps）的复制酶基因占据了基因组的三分之二，而结构蛋白和辅助蛋白仅占病毒基因组的三分之一。目前已经解析出了许多冠状病毒相关的蛋白质结构，如SARS-CoV S糖蛋白（PDB ID：5WRG）（图1A）、MERS-CoV N蛋白的C末端结构域（PDB ID：6G13）（图1B）、MERS-CoV N蛋白的N末端结构域（PDB ID： 4UD1）（图1C）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/fd7a83a8-25f3-48a0-989e-958bb95bc364.jpg" title=" 截屏2020-03-30上午10.38.54.png" alt=" 截屏2020-03-30上午10.38.54.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 病毒体与宿主细胞的初始附着是通过S蛋白与其受体之间的相互作用而开始的。根据研究报道，S蛋白具有受体结合活性和膜融合活性，是冠状病毒感染细胞的关键蛋白。研究发现在大多数冠状病毒中，S蛋白被宿主细胞弗林蛋白酶（Furin）样蛋白酶切割成S1和S2两种单独的多肽。S1的主要功能是与宿主细胞表面受体结合，而S2亚基则负责介导病毒-细胞以及细胞-细胞膜的融合。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在对近期的SARS-CoV-2 S蛋白进行研究时发现，虽然SARS-CoV-2 S蛋白中与ACE2蛋白结合的5个关键氨基酸中有4个发生了变化，但变化后的氨基酸，却没有影响SARS-CoV S蛋白与ACE2 蛋白互作的构象。与SARS-CoV S蛋白相比，突变体后的SARS-CoV-2 S蛋白结构与ACE2 蛋白相互作用能力，由于丢失的少数氢键有所下降，但仍然达到很强的结合自由能，说明SARS-CoV-2 是通过S蛋白与人ACE2相互作用感染人的呼吸道上皮细胞。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 疫苗和治疗药物研究进展 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 为了控制病毒的爆发，研究者们开发了针对 SARS¯ CoV 和 MERS¯ CoV 的疫苗。不同的疫苗有不同的制备方法下表中列出了这些方法的发展和优缺点。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/446bbee2-3399-4764-a3f5-0339be331bc9.jpg" title=" 截屏2020-03-30上午10.59.39.png" alt=" 截屏2020-03-30上午10.59.39.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 迄今为止，大多数研究只集中在SARS疫苗的开发上，研究过程中使用了动物模型，但是这些模型并不能概括人类发生的严重临床疾病。 strong 综合SARS 和 MERS 疫苗的研究经验。发现冠状病毒疫苗的研究主要靶标是冠状病毒的S蛋白。疫苗不仅需要诱导体液和细胞免疫应答，还需要诱导黏膜免疫应答并借助佐剂来诱导 Th1 和 Th2 途径的平衡。也就是说成功的疫苗必须在不引起过度免疫激活的情况下达到保护的平衡。 未来还需加强对 SARS-CoV 和 MERS-CoV 等疫苗的研发。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 对于目前的 SARS-CoV-2，据新华社报道，美国医学专家正与中国同行合作研发针对新型冠状病毒的疫苗，美国休斯敦贝勒医学院彼得霍特兹教授通过电子邮件表示，贝勒医学院正在与美国得克萨斯大学、美国纽约血液中心以及中国上海复旦大学合作开发疫苗。目前，尚无针对 SARS-CoV、MERS-CoV、 & nbsp SARS-CoV-2 和其他 HCoV 感染的特异性疗法，患者主要接受支持性治疗，并辅以多种药物组合，包括使用抗体、干扰素以及病毒和宿主蛋白酶的抑制剂。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 此外，除了针对SARS外，有研究报道了一种针对MERS-CoV S蛋白N端结构域的新型中和单克隆抗体。该研究表明N末端结构域在病毒感染过程中可能很重要，这项发现对于进一步的疫苗设计和针对MERS-CoV感染的预防和治疗性单克隆免疫法的开发具有重要意义。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 理想情况下，疫苗接种和抗病毒治疗都应具有各自明确的作用机制，以避免产生逃逸突变病毒菌株，并提高对不同病毒菌株的活性。 strong 迄今为止，利巴韦林和利巴韦林加各种类型的干扰素已成为SARS和MERS患者最常用的治疗手段。 /strong SARS-CoV-2爆发以来，全国各个攻关团队筛选出一系列具有治疗潜力的药物。 strong 中国科学院上海药物研究所和上海科技大学免疫化学研究所的抗SARS-CoV-2病毒感染联合应急攻关团队报道了综合利用虚拟筛选和酶学测试相结合的策略进行药物筛选，发现了30种可能对SARS-CoV-2有治疗作用的药物、活性天然产物和中药。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 沈阳药科大学、华中科技大学和军事医学研究院国家应急防控药物工程技术研究中心组成的联合攻关小组发现SARS-CoV-2蛋白序列中SARS-CoV-2-PLP序列与SARS-CoV-PLP具有82%的氨基酸同源性。 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " & nbsp 2020 年 1 月 21 日，中国科学院上海巴斯德研究所郝沛研究员等使用计算机模拟的方法发现了& nbsp SARS-CoV-2的S-蛋白的受体结合结构域(RBD)和人血管紧张素转化酶 ACE2 的结合作用较强。& nbsp SARS-CoV-2通过 S 蛋白 - ACE2 结合途径对人 类传播构成了重大的公共卫生风险。因此ACE2 也可能用于& nbsp SARS-CoV-2的治疗研究。 黄朝林等根据过往洛匹那韦利托那韦片对& nbsp SARS-CoV感染的患者有“ 实质性的临床益处” 的结果 推测这种疗法可能对& nbsp SARS-CoV-2感染的患者有效。此外，武汉病毒研究所与军事医学科学院毒物药物研究所联合发现了在细胞层面上对& nbsp SARS-CoV-2有较好抑 制作用的雷米迪维或瑞德西韦(RemdesivirGS-5734)、氯喹(ChloroquineSigma-C6628)、利托那 韦(Ritonavir)等三种“老药物”。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 瑞德西韦属于核苷类似物能够抑制 RNA 依赖的 RNA 聚合酶 (RdRp)，由美国知名药企吉利德科学公司研发原本用于对抗埃博拉病毒在体外和动物模型中瑞德西韦证实了对 SARS 和 MERS 的病毒病原体均有活性它们与新型冠状病毒结构相似，从理论预测瑞德西韦对新型冠状病毒可能有效。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 目 strong 前瑞德西韦已进入 III 期临床试验该临床试验项目将在武汉市金银潭医院等多家医院同时进行两部分组成均采用随机、双盲、安慰剂对照形式开展。 /strong 据吉利德对外披露，在武汉进行的临床实验有两项，一是研究评估瑞德西韦用于未表现出显著临床症状患者的治疗效果，也就是轻、重症患者。另一项则是评估其用于重症确诊病患的疗效。值得一提的是，来自中国科学院武汉病毒研究所等机构的中国学者已经在细胞水平上验证了瑞德西韦在2019 新型冠状病毒上有较好的活性。 span style=" text-indent: 2em " 研究结果显示在 Vero E6 细胞上瑞德西韦对 SARS-CoV-2的半数有效浓度EC50 =0.77μmol/L,选择指数 SI 大于 129,表明该药物在细胞水平上能效抑制& nbsp SARS-CoV-2 的感染，但其在人体上的作用还有待临床验证。 /span /p p br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 参考文献： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1.XU X T,CHEN P,WANG J F,et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission[J]. Science China-Life Sciences,2020.& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 2.FOUCHIER R A,HARTWIG N G,BESTEBROER T M,et al. A previously undescribed coronavirus associated with respiratory disease in humans [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2004,101(16):6212 - 6216.& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 3.VANDER HOEK L,PYRC K,JEBBINK M F,et al. Identification of a new human coronavirus [ J] . Nature Medicine,2004,10(4):368 -373.& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 4.WANG M,CAO R,ZHANG L,et al. Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019¯ nCoV) in vitro [J]. Cell Research,2020 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 5.HUANG C,WANG Y,LI X,et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan,China [J]. Lancet,2020.& nbsp /p p br/ /p p br/ /p

研究背景来自于痘病毒科，正痘病毒属家族的痘病毒是一类大的、具有囊膜的DNA病毒。在痘病毒的12个成员中，有些是重要的人类病毒，例如猴痘病毒（最近暴发的猴痘疫情，截至2023年1月30日，已传播至110个国家或地区，并造成全球范围内85449人感染，89人死亡）、天花病毒（一种可引起天花的高度传染性及致命性的病原体）、痘苗病毒（VACV，一种用于预防天花和猴痘的自然减毒活疫苗）等。正痘病毒的持续性传播及流行对全球的公共卫生安全造成了极大威胁。因此，迫切需要鉴定正痘病毒所编码的入侵相关蛋白，以促进更有效的抗病毒疗法的研发。科研速递入侵是病毒建立感染的第一步，也是机体体液免疫所靶向的重要阶段。与大多数其它囊膜病毒利用一种或少数几种病毒蛋白行使入侵功能不同，痘病毒可编码4种蛋白（A26、A27、D8、H3）和另外的11种蛋白（A16、A21、A28、F9、G3、G9、H2、J5、L1、L5、O3）来分别介导病毒的粘附和膜融合。病毒的11种融合相关蛋白还可进一步组装成一个大型复合物，称为入侵-融合复合体（EFC）。此外，先前的反向遗传学研究表明，几乎每个EFC蛋白都可在痘病毒生命周期的粘附后（半融合或完全融合）过程发挥关键作用。因此，对EFC组分或复合物的结构研究将有助于逐步揭示EFC的神秘融合机制，并进一步促进预防/治疗药物的研发。 然而，在本研究之前，仅有两个EFC组分的蛋白结构（F9和L1）得以解析。 四川大学逯光文教授团队在2023年1月在感染性疾病领域高水平期刊Emerging Microbes & Infections（ IF= 19.568）上发表了题目为「Crystal structure of vaccinia virus G3/L5 sub-complex reveals a novel fold with extended inter-molecule interactions conserved among orthopoxviruses」对G3/L5两个蛋白结构做出了最新的研究！（原文地址：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/22221751.2022.2160661) 助力设备 逯光文教授团队在该研究中使用赛谱仪器SDL蛋白层析系统，用离子交换色谱，凝胶过滤色谱及蛋白质印迹法鉴定并获得了痘苗病毒G3/L5异源二聚体复合物。

p style=" text-align: justify " 　　埃博拉病毒是引起人和灵长类动物发病且致死率很高的烈性病毒。这种病毒自1976年首次被发现，迄今已40多年。2014年埃博拉病毒在非洲的肆虐令人胆颤心惊，2018年非洲再次报告出现埃博拉疫情。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 美国研究人员近日在《细胞》杂志上发表论文称，他们发现人体细胞中的一种蛋白可以帮助对抗埃博拉病毒，模仿该蛋白功能的药物有朝一日或能有效治疗这种致命疾病。 /p p style=" text-align: justify " 　　与其他病毒一样，埃博拉病毒会入侵宿主细胞并利用这些细胞进行复制，但对于感染期间病毒侵入的具体途径和细节，目前科学家还知之甚少。 /p p style=" text-align: justify " 　　在新研究中，美国西北大学芬博格医学院的赫尔特奎斯特与佐治亚州立大学和加州大学旧金山分校的研究伙伴合作，使用亲和标记纯化质谱(AP-MS)技术，探查人类蛋白和埃博拉病毒蛋白之间的相互作用。他们不仅发现了 strong 埃博拉病毒蛋白VP30和人类蛋白RBBP6之间相互作用的有力证据，还确定了RBBP6与VP30结合的23个氨基酸区域 /strong 。而进一步研究表明， strong 抑制RBBP6会刺激病毒转录，加速埃博拉病毒的复制 而刺激RBBP6更充分表达则会有效抑制埃博拉病毒复制，阻止病毒感染 /strong 。 /p p style=" text-align: justify " 　　赫尔特奎斯特指出，病毒会进化发展以绕过人体的免疫防御，而人类细胞反过来同样会发展出针对病毒的防御机制，这种进化竞争持续已久。人类发展出的特殊防御机制为开发针对性治疗手段指明了方向。他们的新研究表明，靶向性生物制剂在对抗埃博拉病毒方面具有极大潜力，RBBP6衍生肽或能有效抑制埃博拉病毒感染。而他们的最终目标是通过模仿RBBP6蛋白，开发出能够更容易进入人体细胞的小分子药物，以应对埃博拉病毒的暴发。 /p p style=" text-align: justify " 　　 /p p & nbsp /p

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 施普林格· 自然旗下专业学术期刊《自然-结构和分子生物学》最新发表一篇病毒学研究论文称，通过对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)及其近缘蝙蝠病毒RaTG13的刺突糖蛋白 strong (刺突糖蛋白可以让病毒与细胞结合并进入细胞) /strong 结构进行比较研究，为进一步了解新冠病毒刺突的演化过程提供了信息，这对疫苗设计或具借鉴意义。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 413px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/b316467b-3f03-46b6-b0df-d15b9cd8871f.jpg" title=" 111.png" alt=" 111.png" width=" 600" height=" 413" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 0em " 　　该论文指，研究人员认为蝙蝠冠状病毒可能是新冠病毒的演化前体，此前研究发现蝙蝠病毒RaTG13与新冠病毒的亲缘关系是已知关系中最近的。不过，尚不清楚新冠病毒如何演化到可以感染人类，也不清楚它是通过某个中间宿主还是直接传播给了人类。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 0em " 　　论文通讯作者、英国伦敦弗朗西斯· 克里克研究所病毒学研究专家Antoni Wrobel和Donald Benton及其同事，通过 strong 比较新冠病毒 /strong 和 strong RaTG13的刺突糖蛋白 /strong 发现， strong 两者虽然结构相似 /strong ， strong 但新冠病毒刺突糖蛋白的形式更稳定，与人受体蛋白ACE2的亲和力要高出1000倍左右。 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 0em " 　　他们还发现新冠病毒刺突上的 strong 弗林蛋白酶切位点可能对病毒有利 /strong ，因为 strong 它可能会促进病毒与细胞上受体的结合。 /strong 基于这些观察结果， strong 论文作者认为与RaTG13相似的蝙蝠病毒不太可能感染人类细胞，这也支持了新冠病毒是不同冠状病毒基因组重组后演化而来的理论。 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 0em " 　　论文作者指出，他们进行研究的新冠病毒刺突糖蛋白分辨率高，几近完整，比之前报道的结构有更多的外部环(loop)，这对于疫苗研发设计或许具有重要意义。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 关于刺突糖蛋白（spike glycoprotein） /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 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。病毒包膜突起的化学本质多为糖蛋白，其功能各不相同。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，可以促进病毒包膜与细胞膜融合，与病毒的侵入有关。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 关于论文《SARS-CoV-2 and bat RaTG13 spike glycoproteinstructures inform on virus evolution andfurin-cleavage effects》，点击附件了解更多。 /p p style=" line-height: 16px " img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/202007/attachment/5b4a8287-977a-42ff-8b2d-858c8fe5345c.pdf" title=" SARS-CoV-2 and bat RaTG13 spike glycoprotein.pdf" SARS-CoV-2 and bat RaTG13 spike glycoprotein.pdf /a /p p br/ /p

p style=" text-align: center" strong img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 442px height: 628px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/58aeecb1-7e8c-49c1-9565-75d24c852f3c.jpg" title=" 3D.jpg" alt=" 3D.jpg" width=" 442" height=" 628" / /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 美国研究人员19日公开新冠病毒表面s蛋白的高清3D原子图 /strong （图片来源于网络） /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日，据国外媒体报道： strong 2月19日， /strong strong 美国德州大学奥斯汀分校和美国国家卫生院的研究人员在《科学》期刊上发表了一篇重磅论文，其中首次公开了新型冠状病毒（2019-nCoV）的表面s蛋白的高清3D原子图， /strong s蛋白是病毒吸附和感染人体细胞蛋白质的重要构造，这一发现朝为疫苗的加速研发跨出重要的一步。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/932743.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(84, 141, 212) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(84, 141, 212) " strong 点击下载论文原文：Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation /strong /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据悉，该团队首先对中国科学家公布的病毒基因码进行研究，培养出了稳定的s蛋白样本，随后利用“冷冻电子显微术”呈现了其3D原子图。德州农工大学的病毒学家纽曼表示：“这是新冠肺炎病毒最重要蛋白之一的完美清晰结构，我们可以以此了解病毒是如何找到并进入细胞的，可以说是重要的突破。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 主导研究的德州大学奥斯汀分校科学家麦克拉伦说明，“ strong 合成s蛋白其实是我们想引入人体中的抗原，以帮助免疫系统产生抗体，做好对抗病毒的准备， /strong 这样当病毒真的来袭，免疫系统就能随时迎战。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究团队已将该结构图谱交给国际资料库，预计于26日之后公开，供全球进行相关研发。据悉，该团队与生物科技公司Moderna Therapeutics合作，正在进行疫苗的研制。 /p

2022年5月26日，加州大学圣地亚哥分校的研究人员在国际顶尖学术期刊Cell发表了题为：Humoral and cellular immune memory to four COVID-19 vaccines的研究论文。该研究深入研究了4种新冠疫苗——mRNA-1273（Moderna开发的mRNA疫苗）、BNT162b2（辉瑞/BioNTech开发的mRNA疫苗）、Ad26.COV2.S（强生公司开发腺病毒疫苗）、NVX-CoV2373（Novavax开发重组蛋白疫苗）接种后6个月内 T 细胞、B 细胞、抗体水平的变化，这4种疫苗均针对新冠病毒的刺突蛋白（S蛋白）。这也是史上首次头对头比较三种不同疫苗平台（mRNA疫苗平台、腺病毒疫苗平台、重组蛋白疫苗平台）开发的疫苗针对同一种病原体的免疫反应。主要发现：抗体：六个月后，接种 Moderna 的 mRNA 疫苗的人的中和抗体水平最高，其次是接种辉瑞/BioNTech的 mRNA 疫苗和 Novavax 的重组蛋白疫苗。接种强生公司的腺病毒疫苗产生的中和抗体水平最低。B细胞：六个月后，接种强生公司的腺病毒疫苗的人记忆 B 细胞的百分比最高。CD4+T细胞：所有疫苗接种后都保留了相似百分比的记忆 CD4+“辅助”T 细胞来对抗病毒。CD8+T细胞：接种 Novavax 的重组蛋白疫苗后的 CD8+“杀手”T 细胞的水平最低。六个月后，只有60%到70%的疫苗接种者保留了记忆 CD8+T 细胞。这是首次对这四种不同疫苗的综合免疫学结果进行的头对头比较，这项研究证实，无论接种哪种新冠疫苗，大多数人都会对新冠病毒保持一定的免疫反应。这种免疫记忆可能无法预防感染，但似乎有助于防止感染后出现严重症状。即使疫苗接种后很难长期维持高水平的中和抗体，但细胞免疫能够稳定存在，这表明如果接种疫苗后出现病毒感染，免疫系统可以在几天内迅速重新激活。展望未来，研究团队表示将进一步研究新冠疫苗加强针注射后对长期免疫记忆的影响。还将密切关注免疫细胞对新冠突变株的反应，目前正在分析接种疫苗后发生突破性感染的人的免疫反应。此外，还有研究直接比较了两款 mRNA 疫苗在真实世界的效果，2022年5月2日，科学医疗保健组织 Optum Labs 的研究人员在 Nature Communications 期刊发表了题为：Comparative effectiveness over time of the mRNA-1273 (Moderna) vaccine and the BNT162b2 (Pfizer-BioNTech) vaccine 的研究论文。这项回顾性队列研究，在美国近400万接种两剂 mRNA-1273（Moderna开发）或 BNT162b2（辉瑞/BioNTech开发）的个体中调查了他们感染新冠和严重程度与疫苗接种时间的关系。该研究显示，这两款 mRNA 疫苗在真实世界中效果并不相同，在完全接种后，接种 mRNA-1273 疫苗的防感染效果略高于 BNT162b 疫苗。 但这两种疫苗在完全接种后 90 天内防重症（住院、ICU或死亡）方面，效果相当。论文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00653-5https://www.nature.com/articles/s41467-022-30059-3

继今年 2 月初，MP Biomedicals 发布两款潜在 SARS-CoV-2 Spike 蛋白单克隆抗体后，近日再次传来好消息，MP 单克隆抗体系列又添新成员--Anti-coronavirus (SARS-CoV-2) (B) Spike S2，其有别于 Anti-coronavirus (SARS-CoV-2) Spike S2，可识别 Spike 蛋白 S2 亚基的不同位点。单克隆抗体可适用于多种应用场景，包括 Western blot、免疫沉淀、ELISA 实验、快速测试和流式细胞分析等。SARS-CoV-2 (2019-nCoV) 的基本结构，相信大家已经不再陌生。其基因组编码四种结构蛋白，即 Spike (S 蛋白), Envelope (E 蛋白), Membrane (M 蛋白) 及 Nucleocapsid (N 蛋白)。Spike 蛋白是宿主中和抗体的重要作用位点，是疫苗设计的关键靶点。Spike 蛋白含有两个亚基，S1 和 S2。其中 S1 定义了宿主范围和病毒的特异性，从而识别并与受体宿主细胞的受体结合；S2 则含有膜融合过程所需的基本原件。图 1 新冠病毒 SARS-CoV-2 基本结构实验数据表明，在 65 ng 至 4.0625 ng 的系列稀释分析中，MP 公司针对 SARS-CoV-2 Spike 蛋白的单克隆抗体表现出高灵敏度和高亲和力。图 2 SARS-CoV-2 spike 蛋白（S1 + S2）与两种抗 SARS-CoV-2 抗体之间相互作用的 Slot-Blot分析【单克隆抗体】【重组蛋白】自新冠疫情爆发后，MP 公司迅速做出反应并与时间赛跑，新加坡研发团队凭借长达 16 年对冠状病毒的研究经验，截止目前，除可提供上述三种对 SARS-CoV-2 Spike 蛋白有高度识别能力的鼠源单抗外，还可为广大科研工作者提供五种大肠杆菌和 HEK293 细胞表达的 SARS-CoV-2 重组蛋白。

p style=" text-indent: 2em " strong style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /strong span style=" text-indent: 2em " & nbsp 2020年2月15日，美国卫生总署(NIH)与美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jason S. McLellan研究组合作在预印本平台bioRxiv上发表论文：Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation（ span style=" text-indent: 2em color: rgb(127, 127, 127) " DOI: 10.1101/2020.02.11.944462 /span ），报道了新冠病毒（2019-nCoV）S蛋白的首个冷冻电镜结构，利用冷冻电镜技术分析了新型冠状病毒表面S蛋白的近原子结构。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 206px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/29be9fbf-7286-475f-807a-ea01b409b72a.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 600" height=" 206" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " （注：预印本网站bioRxiv的所有论文未经同行评议， bioRxiv在所有2019-nCoV相关论文页面增加了突出字体说明（上图黄底黑字）：“bioRxiv收到了许多关于2019年ncov冠状病毒的新论文。提醒一下:这些是没有经过同行评审的初步报告。他们不应被视为结论性的，指导临床实践/健康相关的行为，或在新闻媒体中作为既定信息进行报道。”） /span /p p style=" text-indent: 2em " 作者通过生物物理以及结构方面的证据发现，新冠病毒的S蛋白结合人体ACE2（宿主细胞受体血管紧张素转化酶2）的亲和力要远高于SARS-CoV的S蛋白，或解释了新型冠状病毒传染性很强的主要原因。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 322px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/4ad16a73-5442-4584-899c-bca9a93d4e04.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 450" height=" 322" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " & nbsp 预融合构象 /span span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 中的2019-nCoV S结构 /span /p p style=" text-indent: 2em " 新型冠状病毒（2019-nCov）的爆发代表了一种流行病威胁，已宣布为国际关注的突发公共卫生事件。CoV突刺（S）糖蛋白是疫苗、治疗性抗体和诊断方法的关键靶标。此前的大量研究均基于2019-nCoV突刺蛋白的预测结构或相关病毒（如SARS）的突刺蛋白的已知结构展开。为促进医学对策（MCM）的开发，论文中确定了预融合构象中的2019-nCoV S蛋白三聚体冷冻电镜结构，为3.5埃分辨率。三聚体的主要状态为三个受体结合结构域（RBD）之一向上旋转为受体可及构象。同时，生物物理和结构证据表明， 2019-nCoV S以比SARS-CoV S更高的亲和力结合ACE2（宿主细胞受体血管紧张素转化酶2）。此外，作者测试了几种已发布的SARS-CoV RBD特异性单克隆抗体，发现它们与nCoV-2019没有明显的结合。这表明两种病毒RBD之间的抗体交叉反应性可能受到限制。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 200px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/96b62197-7abe-467b-b461-e70a6a2a6f3f.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 450" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 2019-nCoV S.和SARS /span span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " -CoV S.之间的结构比较（A） /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: center text-indent: 0em color: rgb(0, 0, 0) " 新型冠状病毒利用高度糖基化的同源三聚体S蛋白进入宿主细胞。S蛋白经历结构变化将病毒融合进入宿主细胞的细胞膜。此过程包括病毒的S1亚基结合到宿主细胞受体上，引发三聚体不稳定性的发生，进而造成S1亚基脱落S2亚基形成高度稳定的融合后结构。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 通过该结构分析，作者发现S1亚基中的RBD经历铰链类似运动，此移动特点与SARS-CoV以及MERS-CoV均非常相似，但新型管冠状病毒中则RBD结构则更靠近三聚体的中央部位，其S蛋白中3个RBP中的1个会向上螺旋突出从而让S蛋白形成能够轻易与宿主受体ACE2结合的空间构象。这也说明，新型冠状病毒引发病毒的机制虽然与其他的冠状病毒科的病毒机制异曲同工，但传染性更强。 /p p style=" text-indent: 2em " 论文受到业界的广泛关注，研究中，John Ludes-Meyers博士对细胞转染给予很大帮助，德克萨斯大学奥斯汀分校Sauer结构生物学实验室的Aguang Dai博士在显微镜对准方面做了大量工作。 /p p style=" text-indent: 2em " 论文链接： a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/932743.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(127, 127, 127) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " https://www.instrument.com.cn/download/shtml/932743.shtml /span /a /p

目前，大多数医学实验室主要仰仗逆转录PCR（RT-PCR）技术来诊断新冠病毒感染。PCR技术可以放大病毒的遗传物质，使其可被检测出来。但这项技术需要专门的人员和设备，供应链短缺导致很多国家和地区的检测能力严重不足。为了在不需要基因扩增的情况下直接检测出患者样本内的新冠病毒，华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所所长大卫贝克教授领导的研究小组利用计算机，设计出了一款生物传感器，可识别病毒表面的特定分子并与之结合，然后通过生化反应发光。抗体测试可以揭示某人此前是否感染过新冠病毒，科学家们用此来追踪新冠肺炎的传播情况，但这种测试也需要复杂的实验室设备。鉴于此，该研究团队还发明了另一款生物传感器，当与新冠病毒抗体混合时，这款传感器也会发光。而且，这款传感器不会对血液中的其他抗体——包括针对其他病毒的抗体产生反应，这对于避免假阳性非常重要。贝克说：“我们已经在实验室证明，这些新传感器可以轻而易举地检测到模拟鼻腔液或血清样本中的病毒蛋白或抗体，接下来，我们将证明它们是否能可靠地用于诊断环境。”研究小组还表示，除用于检测新冠病毒外，这些生物传感器还可用于检测其他人类蛋白，如Her2（某些乳腺癌的生物标志物和治疗靶点）和Bcl-2（在淋巴瘤和其他一些癌症中具有临床意义），以及针对乙肝的细菌毒素和抗体病毒等。

近日，中国科学技术大学生命科学学院、医学中心和中科院天然免疫与慢性疾病重点实验室江维、周荣斌和金腾川研究组与复旦大学丁琛研究组合作，发现一个在天然免疫抗病毒反应中起关键作用的蛋白TRIM65。相关研究成果于2016年12月28日以“TRIM65-catalized ubiquitination is essential for MDA5-mediated antiviral innate immunity”为题，在线发表在生物医学顶级期刊《J Exp Med》上。　　在机体抵抗病毒感染过程中，天然免疫抗病毒受体尤其是RIG样受体起着非常关键的作用。他们通过识别病毒复制中产生的RNA，激活下游信号通路，促进机体产生I型感染素，从而抑制病毒复制。MDA5是一种胞内的RIG样受体，在抵抗脑心肌炎病毒和脑脊髓炎病毒等病毒的感染中起重要作用，但是到目前为止其活化和信号转导机制还很不清楚。该研究通过免疫共沉淀/质谱的方法，发现E3泛素连接酶TRIM65与MDA5之间存在特异的相互作用，且抑制TRIM65表达后EMCV病毒诱导的MDA5介导的感染素的产生完全被阻断，说明TRIM65对MDA5的活化和信号转导非常重要。机制研究发现，TRIM65能够介导MDA5的泛素化和多聚化从而促进其活化。利用脑心肌炎病毒感染小鼠模型也发现，TRIM65缺陷后小鼠不能产生感染素且对脑心肌炎病毒敏感性显著增加。该项研究不仅发现了MDA5信号通路中的一个关键蛋白，还为泛素化在MDA5活化中的关键作用提供了确实证据。　　 本研究得到了基金委、科技部、中科院和中组部的支持。

特异性检测新冠病毒复制过程中的亚基因组RNA（sgRNA），对于确定疫苗、单克隆抗体和抗病毒药物的保护和治疗效果至关重要。通过检测新冠病毒sgRNA，可有效区分具有感染性的活病毒和灭活病毒。sgRNA是在进入细胞后产生的，与成熟的病毒粒子结合较差，因此可作为活跃复制的病毒的标记。近日中国计量院研制了新冠病毒核衣壳蛋白和包膜蛋白亚基因组RNA标准物质，可以作为测量标准，用于新冠病毒核衣壳蛋白基因（N）和包膜蛋白基因（E）的亚基因组RNA的定性和定量测量，以及测量方法的确认和质量控制。标准物质定值方法为针对核衣壳蛋白和包膜蛋白亚基因组序列设计的特异性数字PCR方法，同时采用经过国际比对验证的另一独立的数字PCR方法对量值进行了核验。该标准物质包括了5个不同水平的新冠病毒核衣壳蛋白基因（N）和包膜蛋白基因（E）的亚基因组RNA。特性量值为每管溶液中含有的核衣壳蛋白和包膜蛋白亚基因组RNA的拷贝数浓度。具体量值见表1。表1.新型冠状病毒核衣壳蛋白和包膜蛋白亚基因组RNA标准物质特性量值NIM-RM5223 新型冠状病毒核壳蛋白和包膜蛋白亚基因组RNA标准物质截至目前，中国计量院共研制了核酸、抗原和抗体等24种新冠病毒标准物质。这些标准物质可应用于方法建立、方法验证、质量控制、试剂性能评估、验证与评价等多方面，截止11月，已经广泛应用于全国30个省市的近700家单位，为保障核酸检测结果准确、可比、可溯源，提供了重要支撑。

电镜不仅可以揭示新冠病毒形态、扩增过程及传播途径，同时，使用冷冻电镜解析病毒的刺突糖蛋白（Spike glycoprotein, S蛋白）结构是助力疫苗与抗病毒药物研发的关键所在。2月15日，美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jason S. McLellan教授团队和美国国立卫生研究院NIH联合在预印版网站bioRxiv上发表了首篇使用冷冻电镜解析新冠病毒S蛋白的研究文章。Jason Mclellan团队通过冷冻电镜Cryo-EM技术，解析了新冠病毒S蛋白三聚体的3.5埃的近原子分辨率结构，从生物物理及结构生物学的角度加深了我们对新冠病毒的认知。01为何2019-nCoV的传染性如此之强？作者使用了来自赛默飞旗下品牌Thermo Scientific的Titan Krios冷冻电镜，解析了新冠病毒刺突糖蛋白（简称S蛋白）三聚体预融合构象的近原子分辨率结构，其分辨率达3.5埃（10-10 m）。该研究中发现新冠病毒S蛋白三聚体的在多数时候其三个受体结合域(Receptor-binding domains，RBDs)中的一个发生了旋转，使得其更容易与细胞表面的受体相互作用。作者还借助于其他生物物理和负染电镜（Thermo Scientific Talos TEM）技术，发现 2019-nCoV S结合细胞表面受体血管紧缩素转化酶2（angiotensin-converting enzyme 2, ACE2）的亲和力高于SARS-CoV的 S蛋白。这两方面的数据说明了为何2019-nCoV的传染性较其他冠状病毒传染性更强。*新冠病毒S蛋白三聚体预融合构象的近原子分辨率结构作者进一步通过动力学实验检测确认新冠病毒、SARS病毒与宿主细胞受体ACE2亲和力的差异。令人震惊的是，2019-nCoV结合ACE2的亲和力是SARS病毒结合受体亲和力的10-20倍。该研究成果进一步阐释了新冠病毒能够迅速在人际间传播的原因。*新型冠状病毒相对SARS病毒对ACE2具有高亲和性02为何SARS-CoV的抗体对2019-nCoV无效？由于新型冠状病毒与SARS-CoV病毒之间的结构同源性，通过比较，研究者发现了2019-nCoV S蛋白与SARS-CoV S蛋白的结构差异。此外，他们还测试了三种研发用于结合SARS-CoV S蛋白的单克隆抗体，研究发现这些抗体并不能与2019-nCoV S蛋白RBD产生交叉反应，这说明SARS-CoV的抗体并不能用于2019-nCoV, 针对2019-nCoV必须重新设计抗体和疫苗。*2019-nCoV S与SARS-CoV S的结构对比总而言之，此文章利用冷冻电镜技术对新型冠状病毒的S蛋白进行了近原子分辨率的解析，为进一步精确地疫苗设计以及抗病毒药物的研发提供了重要的结构生物学基础，为发展新型冠状病毒的医疗对策提供了技术支持。后续如有相关疫苗或抗病毒药物的研究进展，冷晓镜会持续跟进报道。冷晓镜小课堂Q刺突糖蛋白（简称S蛋白）为何这么重要？冠状病毒的刺突糖蛋白（Spike glycoprotein, S glycoprotein）是Ⅰ型跨膜糖蛋白，也是病毒最大的结构蛋白，其包含了病毒的主要抗原决定簇，能够刺激机体产生中和抗体和介导免疫反应，通常包括由球状的受体结合亚基S1和棒状的融合亚基S2两部分。同时，S蛋白的S1亚基决定了受体细胞的表面受体的特异性，而S2亚基又决定了病毒进入细胞的融合过程的特性，可以说S蛋白的结构对于设计疫苗来产生抗体或者设计药物阻断病毒吸附与侵染具有重要作用。*美国疾病控制中心 (CDC) 创建的新冠病毒立体模型“ 作为冷冻电镜（cryo-EM）技术的开拓者，赛默飞世尔科技一直致力于该技术的研发和普及，在不断推出新产品的同时，还专门与客户合作开发了冷冻电镜免费在线学习工具https://em-learning.com，希望为广大生命科学工作者及相关行业提供更完备更易用的解决方案。目前，赛默飞世尔科技冷冻电镜产品家族包括旗舰级300 kV产品Krios G4，最新推出的200 kV产品Glacios，用于冷冻样品制备的Vitrobot和用于样品筛查的入门级产品Talos L120C G2，以及用于冷冻电子断层扫描（cryo-ET）细胞样品减薄的冷冻聚焦离子束Aquilos 2等。”

过去20年中，冠状病毒（coronavirus）已经引起了三次全球性的大流行，其生命周期的每个步骤都依赖于病毒与宿主之间的分子相互作用。其中，冠状病毒RNA与宿主蛋白之间的相互作用（IVRHP）相对于其它分子互作来说，具有十分显著的独特性，是病毒学家近期研究的前沿热点（Cell. 184: 2394-2411.e16, 2021；Cell Res. 32: 9-23, 2022）。这些研究为深入理解冠状病毒的翻译复制过程，帮助宿主构建抵抗病毒感染的防御体系提供了关键信息，迫切需要进一步构建能用于辅助抗冠状病毒新药开发的“病毒RNA与宿主蛋白间的相互作用全景图”。2022年10月，浙江大学朱峰教授、复旦大学韩涟漪教授与杭州师范大学陶林教授合作在国际生物医药重要期刊《Nucleic Acids Research》上发表了构建“冠状病毒RNA与宿主蛋白间的相互作用全景图”的研究，并构建了全球第一个描述此类型分子互作的数据平台CovInter。该平台描述了超过一万对IVRHP相互作用关系，对于发现新型的此类型相互作用具有重要意义。CovInter平台全面描述了数以千计的宿主蛋白在病毒感染和免疫过程中的关键作用，系统量化了感染前后这些宿主蛋白在表达量和信号通路启动上的显著差异，并提供了已批准、临床研究等药物与这些关键宿主蛋白（及其磷酸化）相互作用的核心调控信息。鉴于冠状病毒所带来的持续、严重威胁，CovInter填补了病毒与宿主分子互作全景图中的关键空白，有助于抗病毒新药的开发或重定位。冠状病毒RNA与宿主蛋白间相互作用的保守性具有高度的差异病毒的基因变异将导致其与宿主间互作关系的获得或丢失，进而显著改变病毒的传播率与病死率，十分有必要开展对病毒变体间IVRHP互作关系的保守水平的系统评估。因而，在此项研究中，朱峰教授团队系统性地绘制了针对所有冠状病毒RNA的IVRHP互作网络图谱（如下图）。红圈代表特定病毒株的RNA，绿圈代表不同的宿主蛋白，橙圈代表此毒株外的RNA。圈的直径越大，代表与这个分子相互作用的分子越多，侧面反映了该分子在病毒生命周期中的作用。本研究发现，冠状病毒RNA与宿主蛋白间相互作用的保守性具有高度的差异。为了表现IVRHPs在各冠状病毒中的保守性，本研究还绘制了层次图，用于显示特定蛋白的所有IVRHPs关系。对于一个蛋白，用紫色线条显示其与病毒RNA的互作关系。这对于显示各种冠状病毒在IVRHP上的保守程度有重要意义。浙江大学药学院为本论文的第一署名单位，博士研究生库尔班尼沙阿马洪、张维和周莹为该文的共同第一作者，浙江大学朱峰教授、复旦大学韩涟漪教授和杭州师范大学陶林教授为本文的共同通讯作者。本研究受到国家级人才项目和浙江省自然科学基金“杰出青年项目”的资助。原文链接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkac834/6749548?login=true

仪器信息网讯 据WHO官网数据显示，截至2021年8月6日，新型冠状病毒(SARS-CoV-2)已致全球2亿人感染，425万人死亡，这是本世纪最为严重的全球公共性卫生事件。　　刺突蛋白(Spike, S)是病毒表面重要的标志蛋白，是一种三个相同亚基以非共价键结合成同源三聚体 同时刺突蛋白存在多个N-糖基化位点，糖基通过共价键与蛋白相连组成糖蛋白，而大量糖基的存在则可通过糖基化改变蛋白质分子的空间结构而封闭或破坏抗原表位，从而抑制机体产生免疫应答，对病毒起到保护作用。刺突蛋白的序列主要包括N端结构域(N-Terminal Domain,NTD)、受体结合结构域(Receptor Binding Domain,RBD)、融合肽段(Fusion peptide，FP)、2段七肽重复序列(Heptad Repeat，HR)、中央螺旋(Central Helix，CH)、连接域(Connector Domian,CD)、跨膜结构域(Transmembrane Domain,TD)等。　　SARS-CoV-2通过高度糖基化的刺突蛋白(Spike, S)上的受体结合域(RBD)与人受体蛋白血管紧张素转换酶(ACE2)结合，进而入侵人体细胞，因此刺突蛋白糖基化在改变病毒结合/功能和感染性方面起着关键作用。然而由于传统自下而上糖蛋白组学方法分析完整糖型面临挑战，因此在刺突蛋白受体结合域(S-RBD) 上揭示新O-聚糖的分子结构和聚糖异质性仍是个难题。　　基于此，2021年7月，威斯康星大学葛瑛教授团队在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society, JACS)上发表了最新的成果，题为“Structural O‑Glycoform Heterogeneity of the SARS-CoV‑2 Spike Protein Receptor-Binding Domain Revealed by Top-Down Mass Spectrometry”。该研究利用自上而下蛋白质组学方法，提供了刺突糖蛋白不同O-糖型的高分辨率蛋白质解析图，为揭示其 O-聚糖的功能作用奠定了强大的分子基础。这种蛋白质解析方法可用于揭示新出现的 SARS-CoV-2 S-RBD 变体以及其他O-糖蛋白的结构O-糖型异质性。　　该工作中，研究人员通过利用捕集离子淌度 (TIMS)-四极杆飞行时间质谱法和超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱法解析了完整的 O-聚糖蛋白型的完整结构。自上而下的 TIMS-MS/MS 分离 S-RBD 的蛋白质构象异构体以揭示其气相结构异质性，而自上而下的 FTICR-MS/MS 提供深入的糖型分析，以明确识别聚糖结构和他们的糖基。　　该工作内容首次在结构上阐明了总共八种O-糖型及其相对分子丰度。该发现表明，这种自上而下的混合质谱分析方法可以提供S糖蛋白的不同 O-糖型的高分辨率蛋白质型解析图，这为揭示其 O-聚糖的功能作用奠定了强大的分子基础。这种蛋白质型解析方法可用于揭示新出现的 SARS-CoV-2 S-RBD 变体以及其他 O-糖蛋白的结构 O-糖型异质性。　　研究团队: https://labs.wisc.edu/gelab/　　葛瑛教授

4月15日，国家蛋白质科学研究(上海)设施质谱分析系统用户浙江大学夏总平实验室在PLoS Pathogens 刊物上在线发表题为HTLV-1 Tax Functions as a Ubiquitin E3 Ligase for Direct IKK Activation via Synthesis of Mixed-Linkage Polyubiquitin Chains 的研究论文。　　人T细胞白血病病毒Ⅰ型(HTLV-1)是第一种被发现的与人类疾病相关的逆转录病毒，全球已有超过1500万人被感染，该病毒能够引起包括成年人T细胞白血病(ATL)、HTLV-1相关性脊髓病/热带痉挛性瘫痪(HAM/TSP)以及HTLV-1葡萄膜炎(HU)在内的诸多严重疾病。HTLV-1感染后一旦发展成为ATL，由于其病程发展快且预后差，85%的患者会在发病后4年内死亡。遗憾的是，针对HTLV-1至今仍没有疫苗或者有效的治疗方法。　　在HTLV-1的基因组上，除了编码逆转录病毒所必须的结构和功能蛋白以外，还编码着一系列的调节蛋白，包括Tax、Rex、HBZ等。其中，最重要并且研究最为广泛的，就是Tax。已有的研究表明，Tax激活IKK-NF-κ B通路的能力，对于HTLV-1引起ATL等疾病是必要的。但是，其具体激活的机制并不明了。　　为了探究Tax激活IKK-NF-κ B的具体的生化机制，夏总平实验室首先在体外无细胞体系中建立了一个Tax激活IKK的生化反应。利用这个反应，结合经典生物化学分离纯化的方法，他们鉴定到宿主细胞内的几种特定的E2泛素转移酶——UbcH2、UbcH5c和UbcH7——对于Tax的活力是必要的。他们进一步发现Tax是一个E3泛素连接酶，它能够利用上述E2合成非锚定的混合型多聚泛素链(free mixed-linkagepolyubiquitin chains)。而这种泛素链在体外可以直接地激活IKK。　　质谱系统彭超博士作为该项研究的合作者和共同作者，通过基于质谱技术的蛋白质组学方法帮助解析确定了这种非锚定的混合型多聚泛素链，并进行了初步的定量分析，为此项研究提供了强有力的专业技术支持，为成果的发表做出了积极贡献。　　这项研究揭示了Tax的新型生化功能以及它在激活IKK-NF-κ B通路中具体的生化机制，阐明了前人研究中的诸多矛盾和疑问，为后续相关研究以及HTLV-1感染的治疗提供了理论依据。　 Tax激活IKK-NF-κ B通路机制模式图。在炎症因子(如IL-1β )刺激细胞时，E3 TRAF6和E2 Ubc13/Uev2会合成K63连接的多聚泛素链，以此来激活TAK1激酶复合体，TAK1磷酸化激活下游的IKK激酶复合体，并最终使NF-κ B通路激活。而当HTLV-1感染时，病毒编码的蛋白Tax作为一个E3，能够利用宿主细胞内的泛素化系统合成混合型连接的多聚泛素链，这种泛素链可以直接激活IKK激酶复合体，从而使NF-κ B通路激活，造成慢性炎症，并最终引起包括成年人T细胞白血病(ATL)在内的诸多疾病。

2020年初，一场突如其来的疫情打乱了大家的生活节奏。面对来势汹涌的疫情，全国上下正在积聚力量，全力战胜新型高致病性冠状病毒（2019-nCoV）。医护人员、解放军战士、志愿者们纷纷奔赴武汉，与疫魔竞速，守卫着国民的生命安全，致敬最美逆行者！同时疫情研究者一样没有停下自己的脚步，特别是在分子水平，我们调研了基于Orbitrap超高分辨的蛋白质组学和结构组学技术在病毒学研究中的应用，谨以此文致敬白衣天使和深耕医学研究的学者。Orbitrap技术促进病毒机理研究病毒与宿主共同进化，获得捕获和操纵宿主细胞过程进行复制的机制传播。同样，宿主细胞会通过部署防御机制或通过适应感染环境。在整个感染过程中，细胞严重依赖于时空调控的病毒-宿主蛋白-蛋白相互作用的形成。 蛋白质组学方法与病毒学的结合促进了对病毒复制、抗病毒宿主反应和病毒对宿主防御的颠覆机制的深入研究。而Orbitrap技术依靠其高灵敏度、高精度，高通量等特性在该方面表现出色。案例一：Orbitrap技术深度挖掘病毒-宿主蛋白质相互作用2019年Viruses杂志上发表了基于组学技术研究宿主变化的综述，质谱技术中基于亲和纯化分离蛋白质复合物随后进行MS分析（AP-MS）的方法可以用于分离病毒-病毒和病毒-宿主多蛋白复合物，可识别间接和直接的蛋白质相互作用，提供相互作用事件的瞬时信息，或跟踪单个病毒基因产物的过表达，以深入了解单个蛋白质的功能；表达蛋白质组学技术（定量蛋白质组学和翻译后修饰组学）可以研究病毒蛋白的组成，宿主在病毒入侵过程中蛋白质和翻译后修饰的动态变化。（Viruses 2019, 11, 878 doi:10.3390/v11090878）迄今为止，基于蛋白质组学方法的进展已经为识别数量惊人的病毒-宿主蛋白关联铺平了道路，科学家基于这些数据构建了包含了5000多种病毒成分和宿主细胞之间的非冗余蛋白相互作用数据库。这些有价值的信息库包括相互作用蛋白数据库、VirHostNet(http://virhostnet.prabi.fr/)、VirusMentha(Nucleic Acids Res. 2015 43(D1):D588–D592)、IntAct-MINT(Nucleic Acids Res. 2015 43(D1):D583–D587)和Uniprot。 案例二：Orbitrap技术揭示新型塞卡病毒宿主因子Pietro,Scaturro, Alexey, et al. Nature, 2018 寨卡病毒(ZIKV)最近成为全球健康问题，由于它的广泛传播和与严重的联系新生儿神经症状和小头症。然而,与致病性相关的分子机制关于ZIKV的大部分仍然未知。 技术路线：利用赛默飞 LTQ-Orbitrap和Orbitrap Q Exactive HF质谱进行全蛋白质组学和修饰蛋白质组学（实验路线见下图a），研究对象为神经细胞系SK-N-BE2和NPC细胞，表征细胞对病毒的反应，在蛋白质组和磷酸化蛋白质组水平上的变化，利用亲和蛋白组学方法鉴定ZIKV蛋白的细胞靶点。使用这种方法，找到了386个与zikv相互作用的蛋白质，导致宿主在神经发育受损，视网膜缺陷和不孕。此外，确定了寨卡病毒感染后1216个磷酸化位点存在上调或下调，来自AKT, MAPK-ERK和ATM-ATR信号通路中，为防范ZIKV感染扩散提供机制基础。在功能上，系统地理解了ZIKV诱导后的宿主的蛋白质和细胞通路水平的扰动，并对感染后细胞施加Rock抑制剂药物干预,利用非标定量蛋白质组学方法分析差异蛋白进行验证（下图热图），补充这一空白。技术路线图案例三：Orbitrap技术深入探寻寨卡病毒病毒与宿主的相互作用Etienne Coyaud, et al. Molecular & Cellular Proteomics，2018,技术路线技术路线：本文利用生物素识别以及IPMS亲和纯化结合MS 方法，研究寨卡病毒侵染后病毒与宿主细胞蛋白质的相互作用（技术路线见上图），实验结果揭示了1224个蛋白3033多肽形成的相互作用网络（见下图a）。相互作用包括多肽加工和质量控制、囊泡方面的作用运输，RNA处理和脂质代谢。40%的 作用都是以新报道的相互作用。通过数据挖掘分析，揭示过氧化物酶体在ZIKV感染中的关键作用。病毒宿主蛋白相互作用网络图 温馨提示：积极防护 保护自己 戴口罩 勤洗手

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 蛋白质组学是生命科学领域中的一门新兴学科，可以高通量的分析正常及病理条件下机体、组织、细胞或亚细胞成分中全部蛋白质，对不同空间、不同时间上动态变化的蛋白质组的整体进行比较，分析不同蛋白质组之间在表达数量、表达水平和修饰状态下的差异。蛋白质组学可以发现与疾病相关的特异性蛋白质，对病变相关蛋白的研究可以为探索病毒本身及其感染机制提供信息，且这些蛋白还可能作为疾病诊断潜在的生物标志和治疗的药物靶点。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 蛋白质组概念的提出及常用技术 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 蛋白质组（proteome）这一概念由Wilkins和Williams等在1994年首次提出，以它作为研究对象的蛋白质组学是后基因组时代产生和发展的一门新兴学科，其从整体上分析组织，细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与翻译后修饰，探索蛋白质的功能及蛋白质之间相互作用与联系。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 蛋白质组学中对蛋白表达分析方面的研究应用较多的技术有双向凝胶电泳（two-dimensional electrophoresis,2-DE）、基于2-DE将其重复性和精确性加以改进的双向差异凝胶电泳（two-dimensional difference electrophoresis,2D-DIGE），以及对筛选到的差异表达蛋白进行快速精确鉴定的串联质谱技术（mass spectrometry,MS），其中质谱技术是蛋白质组学研究中的核心技术。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在质谱技术中的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrum,MALDI-TOFMS）是分析多肽和蛋白质混合物的主要方法，此外，使用标记的氨基酸在细胞中进行稳定同位素标记（stable-isotope labeling by amino acids in cell culture,SILAC）& nbsp 是一种鉴定和定量病毒感染后细胞蛋白中表达差异的有效方法。蛋白质组学技术在病毒学中的应用有助于病毒感染及病毒宿主间的相互作用机制研究。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 蛋白组学技术在及其感染机制研究中的应用案例 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 病毒寄生于宿主细胞中，需要不断地适应和改变宿主的环境。他们能够编码多种多功能蛋白质，这些蛋白能与宿主蛋白发生一系列的相互作用以完成病毒的各种功能。目前，许多病毒的基因组已完成测序，但由于受到病毒影响而发生相应改变的宿主蛋白组、宿主蛋白翻译后修饰等还未被完成阐明。近年来，高通量技术的兴起，如基于质谱技术的定量或半定量蛋白组方法，已被广泛应用于病毒宿主相互作用的研究中。依托质谱技术的蛋白质组学飞速发展，不仅促进了病毒蛋白质组学研究的不断进步，同时也加快了对于病毒相关的宿主蛋白鉴定。今后相关研究数据仍会急速增加，这需要更加先进的生物信息学技术对数据进行处理，更全面地了解病毒感染过程。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 案例1: SARS（severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus,SARS-CoV）冠状病毒研究中的蛋白组学技术 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " SARS基因组的基因产物包括20多种蛋白质，据报道，有研究学者首次应用DIGE技术分析了SARS-CoV感染的Vero E6细胞，鉴定出355个在SARS-CoV感染后表达发生变化的蛋白，其中186个显著差异表达蛋白，为理解SARS-CoV的感染和致病机制提供了线索。对感染SARS-CoV的BHK21细胞进行SILAC定量分析及进一步功能分析表明，BAG3可以抑制SARS-CoV的复制。对感染病人的血清蛋白质组分析，有助于返现可用于病毒感染的诊断、预后及治疗的生物标记。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 案例2: 禽流感病毒（avian influenza virus,AIV）研究中的蛋白质组学技术 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 据报道，研究学者利用2-DE技术筛选H9N2感染人源细胞系后不同时间点的差异表达蛋白，运用质谱技术鉴定到22种蛋白，主要包括细胞骨架蛋白、RNA加工途径相关蛋白和代谢相关蛋白等，其中表达差异显著的蛋白主要参与细胞骨架网络的构成。这些蛋白的鉴定有助于理解禽流感病毒在哺乳动物中的复制及其宿主之间的相互作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 案例3: 揭示新型寨卡病毒宿主因子的蛋白质组学技术 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 寨卡病毒(ZIKV)是一种与登革热病毒，西尼罗河病毒和丙型肝炎病毒（HCV）有关的黄病毒，具有单链RNA基因组，编码多蛋白，共翻译和翻译后加工成三个结构蛋白，前体膜和包膜以及七种非结构蛋白。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 据报道，有研究学者使用人类神经前体细胞和神经细胞 SK-N-BE2 进行整合蛋白质组学方法，以表征细胞在病毒侵染后的蛋白质组和磷酸化蛋白质组变化，并使用亲和蛋白质组学来鉴定ZIKV蛋白的细胞靶标。通过亲和纯化结合液相色谱和串联质谱技术（AP-LC-MS / MS）鉴定与人SK-N-BE2神经母细胞瘤细胞中表达的10种ZIKV蛋白中的每一种相互作用的细胞蛋白和相关复合物，研究鉴定到了386种 ZIKV 相互作用蛋白、ZIKV 特异性和泛黄病毒活性相关的宿主因子，这些宿主因子已知与神经元发育、视网膜缺陷和不育相关。由此，相关论文作者绘制了神经元细胞中的ZIKV蛋白-宿主蛋白相互作用网络。此外，研究还分析确定了在 ZIKV 感染后特异性上调或下调的1,216个磷酸化位点，表明病毒感染引起基本信号传导通路为 ZIKV 感染引起的增殖停滞提供了新的见解。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 当前， span style=" text-indent: 2em " 通过比较蛋白质组学对病毒感染前后的蛋白表达图谱进行鉴定，进一步对病毒感染引起的差异表达蛋白进行功能分析和验证，探索其在病毒感染中的潜在作用机制、寻找病毒的作用靶标，为病毒的预防诊治提供理论依据和解决途径。& nbsp /span 因此，在继病毒感染细胞的差异蛋白质组分析后，为更能反映真实的变化规律，更到位的解释病毒感染和致病机制，进行病毒感染宿主机体的差异及功能蛋白质组分析将是研究发展的趋势。 /p p br/ /p p br/ /p p br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 参考文献： /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 董 书 伟 ，荔 霞 ，刘 永 明 ，等 .蛋 白 质 组 学 研 究 进 展 及 其 在 中 兽 医 学 中 的 应 用 探 讨 [J ] . 中 国 畜 牧 兽 医 ， 2 0 1 2 ， 3 9 (1 ) : 4 5 ~ 4 9 . /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " Liu H.Advances of SARS-Cov genome[J].Journal of Chinese General Practice，2003，2(11):1~4. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " Liu N，Song W，Wang P，et al.Proteomics analysis of diferen- tial expresion of celular proteins in response to avian H9N2vi- rus infection in human cels[J].Proteomics，2008，8(9):1851~ 1858. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " Pietro S ,Alexey S , Haas D A , et al. An orthogonal proteomic survey uncovers novel Zikavirus host factors[J]. Nature, 2018. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " & nbsp /p p br/ /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 病毒是一种特殊的生命形式，与人类的疾病和健康都密切相关。在一些情况下，某些病毒会侵染人体，导致一系列的疾病，甚至危及生命。对病毒的防控，我们可以通过了解病毒的特点与传播规律，阻止病毒传播；也可以通过研发相应的疫苗来提前预防病毒的感染，而这些工作都需要对病毒有深入的认识和了解。SCIEX面向全球提供不同类型的高端质谱平台和多组学研究方案，能够在基础研究、临床诊疗和药物研发的领域助力对于病毒相关的研究与防控。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 基于iTRAQ试剂的定量蛋白质组学揭示相似病毒的结构和功能差异 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/dec9490a-bd41-4d1e-9bd3-67dc8f2d04d3.jpg" title=" 11111.jpg" alt=" 11111.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图1：iTRAQ试剂结合定量蛋白质组学能够揭示病毒不同状态下的蛋白丰度差异（来源Zhihong Hu，JVI， 2012） /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " EV71（肠道病毒71型）是导致幼儿手足口病的主要病原体之一，其表达两种EV71病毒，包涵体衍生型病毒（occlusion-derived virus，ODV）和出芽型病毒（budded virus，BV）。ODV主要侵染肠，而BV则有可能侵染其他易感组织。如果能够对这两种病毒蛋白层面的差异进行分析，那么就能够掌握病毒颗粒侵染偏向的线索。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 基于iTRAQ试剂的定量蛋白质组学能够很好的完成相似样品在蛋白层面的差异比较。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在本研究中，研究人员使用不同的iTRAQ试剂（116和117）来标记不同两种不同的肽段样品，等量混合后，使用SCIEX高分辨质谱仪进行数据采集。数据分析软件通过采集到的二级谱图，不仅可以进行肽段序列的鉴定，还能够通过报告离子116和117的相对强度来对该肽段在两个样品中的相对丰度进行定量。通过SCIEX 高分辨质谱系统对EV71两种不同状态下的病毒颗粒中的51个蛋白质进行定量蛋白质组学分析，揭示了EV71在不同状态下高表达的蛋白质，其中有12个BV特异表达的蛋白，有21个ODV特异表达的蛋白，这其中的差异很有可能就是病毒颗粒侵染偏向的原因，这为我们后续的研究提供了重要的线索。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 基于SWATH采集技术的定量蛋白质组学绘制全面的病毒蛋白表达及功能谱图 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " /span /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d6902936-0d92-4585-aa4e-308c18e939cc.jpg" title=" 2222.jpg" alt=" 2222.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图2：使用SWATH采集技术结合定量蛋白质组学方法来得到病毒不同蛋白在侵染过程中不同时间点的表达情况（来源：MCP, Anthony，2015） /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 为了预防和控制急性病毒感染在全球流行，对病毒的基础研究是战略性的。病毒的基础研究中，病毒蛋白的功能，及其在宿主细胞中的动力学是重要的环节，能够让我们更加透彻的了解病毒。SWATH（sequential windowed acquisition of all theoretical fragment ions）采集技术结合定量蛋白质组学策略作为一种数据非依赖采集策略，基于超快速扫描的高分辨质谱TripleTOF系统，能够全面的采集到样品中所有肽段的信息，为我们完整的展现病毒所有蛋白的变化水平。在这个研究中，科研人员使用牛痘病毒为模式病毒，基于TripleTOF系统的SWATH采集模式，为我们展示了病毒蛋白在体内动力学变化的研究流程。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 研究者将不同侵染阶段的样品分别进行蛋白提取及酶解，无需额外的同位素标记及其他后续工作，直接使用SCIEX特有的SWATH采集模式对不同的样品进行采集。之后借助数据分析软件，导入数据库后，就可以直接得到病毒各种蛋白在不同侵染阶段的表达曲线。基于这些信息，我们能够很清楚的了解病毒的不同蛋白各自在何时被表达及执行功能，能够帮助我们绘制出病毒不同蛋白的表达及功能谱图，是病毒基础研究重要的一环。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 基于差异比较蛋白质组学进行SARS冠状病毒炎症机制研究 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8fe2a6d0-6c5e-40b7-87b2-4a5543e1715e.jpg" title=" 3333.jpg" alt=" 3333.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图3：定量蛋白质组学策略揭示SARS病毒的PLpro蛋白对宿主细胞免疫相关信号通路的影响（来源：Proteomcis，Cheng-Wen Lin，2012） /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " SARS（重症急性呼吸综合征）冠状病毒的PLpro蛋白具有去泛素化酶活性，能够让干扰素调节因子3(Interferon regulatory Factor 3)和NF-kB失活，抑制I型干扰素信号通路，从而降低干扰素（IFN）的表达。在这个研究中，作者使用SCIEX高分辨质谱系统对PLpro过表达的人源幼单核细胞系的蛋白质组学和细胞因子水平进行了分析。发现PLpro过表达后，细胞内炎症因子TGF-b1相关的蛋白呈现显著的上调趋势，与此相关的信号通路为p38 MAPK及 ERK1/2信号通路。这份研究能够为我们在临床抑制SARS冠状病毒介导的炎症提供机制依据。 /p p br/ /p

以流感为代表的由RNA病毒引发的疾病严重威胁人类健康，甚至影响社会经济发展。RNA作为RNA病毒的遗传物质，在致病过程中发挥着关键作用，但很少有研究报道病毒RNA与宿主蛋白间的相互作用。近期，我国科学家首次解析了多种病毒RNA与宿主蛋白质互作的关系网络，研究成果发表在《Cell Research》，标题为“Comparison of viral RNA–host protein interactomes across pathogenic RNA viruses informs rapid antiviral drug discovery for SARS-CoV-2”。　　研究人员采用RNA结合蛋白综合鉴定（Comprehensive identification of RNA-binding proteins by mass spectrometry）技术，全面解析了新冠病毒（SARS-CoV-2）、寨卡病毒（ZIKV）和埃博拉病毒（EBOV）这3种RNA病毒在侵染状态下病毒基因组RNA与宿主蛋白的互作网络。基于病毒基因组RNA-宿主蛋白互作网络，研究人员鉴定出一系列参与不同病毒感染的宿主蛋白质复合物，并深入解析多种宿主因子在病毒感染过程中的功能。在此基础上，研究人员建立了靶向宿主蛋白质的抗病毒药物筛选方法，并筛选出多个具有广谱抗病毒活性的药物。　　该研究不仅绘制了不同病毒RNA-宿主蛋白质的互作网络，为病毒学和抗病毒研究提供了重要的研究资源，还为抗病毒药物的研发提供了新的视角。 　　论文链接：　　https://www.nature.com/articles/s41422-021-00581-y　　注：此研究成果摘自《Cell Research》期刊原文章，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

近日, 北京东西分析仪器有限公司利用自主研发生产的Ebio Reader 3700 全自动飞行时间质谱系统（新冠病毒肺炎检测）借助蛋白指纹图谱质谱技术，初步构建了新冠病毒（COVID-19）肺炎的蛋白指纹图谱, 对新冠病毒肺炎诊断和检测迈入准确医疗的高度， 具有重要意义 并有助于多环节多手段堵住检测漏洞 如同人类的指纹一样，每种病毒疾病的表达蛋白都有自己的生物特异性，因此蛋白指纹图谱也具有精准的特点。同时，血液采样的方式不仅保证医护人员的安全，而且双重灭活的前处理使得检测操作人员的安全也无忧。只需少量的血液样本，可以批量集中检测。东西分析科研人员，目前正在加班加点，加大实验的数量和各种疾病种类，不断优化诊断的算法。后期的工作目前还在持续进行中。助力人类共同抗击疫情，东西分析人永远不遗余力。完美分析，辉映东西！欢迎关注东西分析更多战疫情行动。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 近期，来自法兰克福大学医学病毒学研究所和歌德大学医学院团队利用一种新颖的蛋白质组学方法对新冠病毒进行研究，加速确证病毒致病性相关的生物途径以及寻找潜在的药物靶标，提出新冠治疗新疗法。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 治疗选择· 细胞层面理解 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 从2019年底由SARS-CoV-2（2型严重急性呼吸综合征冠状病毒）引起的新型冠状病毒疾病（COVID-19）具有高传染性，该病已发展至全球大流行。全球迫切需要开发抑制病毒感染或复制的疗法。SARS-CoV-2与其他冠状病毒有相似之处，所以目前主要通过对已用于其他适应症的药物库进行高通量筛选，鉴定出许多临床上认可的药物，但却缺乏对SARS-CoV-2感染的治疗选择和细胞层面理解。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 法兰克福大学医学病毒学研究所的Jindrich Cinatl教授和歌德大学医学院的Christian Mü nch教授团队发表最新研究中，建立感染SARS-CoV-2的Caco-212细胞模型，运用一种新颖的多重增强蛋白质动力学(multiplexed enhanced protein dynamicsme, mePROD)方法进行蛋白质组学分析，能够在高时间分辨率下确定转录组和蛋白质组的变化，加速确证病毒致病性相关的生物途径以及寻找潜在的药物靶标。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 一、构建细胞感染模型 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 想要开展该研究的重点取决于两点： span style=" text-indent: 2em " 1.是否有合适的允许病毒感染的细胞培养模型； /span span style=" text-indent: 2em " 2.对蛋白质进行时间感染特征分析的敏感蛋白质组学方法。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 该研究建立针对SARS-CoV-2高度兼容的细胞模型，在病毒感染24小时后就能迅速见到细胞致病作用 (图1A)。在病毒感染细胞后的2h、6h、10h和24h，分别用定量PCR技术测量上清液中的病毒RNA拷贝数，发现感染后SARS-CoV-2 RNA数量不断增加（图1B）。这表明模型可以用于研究细胞中SARS-CoV-2。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/00b7210b-e85a-4327-aa02-dc0af774d72a.jpg" title=" theromo.jpg" alt=" theromo.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图1. & nbsp SARS-CoV-2 在细胞内快速复制模型。A, 病毒感染24小时后的细胞形态变化 & nbsp B, 细胞上清液中病毒RNA拷贝数的增加 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 二、翻译抑制剂防止SARS-CoV-2病毒复制 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 建立好模型，研究人员需要利用一种高效的方法确定SARS-CoV-2感染的时间分布，这时候mePROD蛋白质组学方法应运而生，即基于Orbitrap高分辨质谱仪联用新蛋白代谢标记（SILAC）和串联质量标签（TMT）两种标记方法，进行蛋白差异分析。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/1f28c8de-733d-43ac-8f8a-d1f2138c637a.jpg" title=" e.jpg" alt=" e.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图2. mePROD蛋白质组学实验流程 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 抑制宿主翻译先前已被用作治疗MERS-CoV等多种冠状病毒感染性疾病。与其他病毒抑制宿主蛋白的合成从而增加病毒蛋白的合成不同，该方法挖掘数据表明SARS-CoV–2仅引起宿主翻译能力的微小变化，作者推测SARS-CoV-2复制可能对翻译抑制更为敏感。通过测试了两种翻译抑制剂，即环己酰亚胺（cycloheximide, 翻译延伸抑制剂）和曲美汀（emetine, 抑制40S核糖体蛋白S14）。在无毒浓度下，两个化合物均对SARS-CoV-2复制产生了显着抑制作用从而发现翻译抑制剂是细胞中SARS-CoV-2复制的有效抑制剂。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f6db163f-b3fd-4747-bd76-a206ba4a658d.jpg" title=" 他.jpg" alt=" 他.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图3. 环己酰亚胺和曲美汀对病毒复制的抑制作用 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 三、发现潜在的抗病毒靶标 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 重点来了，通过前期蛋白质组学大数据挖掘，目前一张蓝图已展现在眼前，下一步的重中之重就是探究与病毒蛋白共同增加的宿主蛋白，从而寻求潜在的SARS-CoV-2复制抑制剂。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 作者分析了与病毒蛋白变化趋势相似的蛋白，在数据中富集的代谢途径主要由不同的核酸代谢子途径组成。基于此，研究者测试核苷酸合成抑制剂对细胞中SARS-CoV-2复制的影响，高达10 µ M的布雷奎纳（brequinar，抑制双氢乳清酸脱氢酶并不具有抗病毒的作用。相比之下，低浓度下的利巴韦林（ribavirine，抑制肌苷一磷酸脱氢酶）即可抑制SARS-CoV-2复制（图4C），这表明利巴韦林是可以进行进一步检测的候选药物。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 此外，与蛋白质折叠相关的蛋白变化与病毒蛋白质较为一致，p97是AAA家族的六聚体ATPase酶，也是真核生物最丰富的蛋白之一，通过调节蛋白的稳定性来执行一系列生物学功能，参与膜融合、蛋白降解等过程。测试p97的小分子抑制剂NMS–873对SARS-CoV-2复制的影响。研究表明，NMS–873在低纳摩尔浓度下即可完全抑制SARS-CoV–2（图4D）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/7559257b-c48c-4e0d-97e1-dbe56f69f256.jpg" title=" t4.jpg" alt=" t4.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图4. 核酸代谢相关的蛋白水平与病毒基因表达相关。A, 病毒蛋白随感染时间的变化；B, 宿主蛋白与病毒蛋白关联的GO分析；C, D, Ribavirin和NMS–873的抗病毒实验 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 结论 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 全球对于病毒高效治疗方案的需求非常紧迫，深入了解病毒机理及致病性相关的生物途径变得非常关键。 span style=" text-indent: 2em " 定量蛋白质组学是病毒机理研究的主要手段之一，能够提供超高分辨率和灵敏度，可为病毒蛋白质组学研究者所面临的挑战“样本基质复杂、蛋白质鉴定数量不足、假阴性/假阳性结果”提供强大的技术保障。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 参考文献： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " SARS-CoV-2 infected host cell proteomics reveal potential therapy targets, DOI:10.21203/rs.3.rs-17218/v1 /p p br/ /p

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong 2020年，新型冠状病毒肺炎在中国和国际的迅速传播引发了全球卫生紧急情况。仪器信息网在密切关注疫情发展态势的同时，也更加关注病毒感染的致病机理等相关研究进展。近年来，组学研究成为生命科学基础研究领域的重点，对于病理、毒理学、药物动力学等具有重要价值，相关高水平学术期刊大量报道了科研人员利用组学技术开展的病毒致病病理学的研究成果，也对于此次疫情的进一步研究具有一定参考意义。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 基于此，仪器信息网推出了 a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/omics2020" target=" _blank" span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong “组学技术在病毒感染致病机制中的亮点研究及技术进展” /strong /span /a 专题，为广大业内专家及用户介绍基于蛋白组学或代谢组学等多组学技术在病毒感染致病机制中的研究应用及技术进展，增强业界专家与仪器企业之间的信息交流，提供更丰富、更专业的技术文章，谨以此致敬所有奋战在抗疫一线的白衣天使以及幕后深耕的研究学者。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 从2019年底由SARS-CoV-2引起的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）具有高传染性，新型冠状病毒肺炎在中国武汉的出现及其在中国和国际的迅速传播引发了全球卫生紧急情况。住院患者的总死亡率在2.3％至11％之间。本文介绍了 strong 基于蛋白组学或代谢组学等多组学技术在病毒感染研究的应用及技术进展 /strong 。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 1.靶向蛋白定量方法研究新冠病毒感染蛋白动态变化 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 1.1 Orbitrap Eclipse高灵敏度平行反应监测靶向定量新冠病毒蛋白 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 最近，研究人员通过使用了赛默飞Orbitrap Eclipse检测SARS-CoV-2病毒蛋白肽段序列，作为潜在的诊断工具，利用easy1200液相和Eclipse质谱使用靶向方法-平行反应监测（PRM）追踪病毒感染Vero细胞样本中几种SARS-CoV-2蛋白的肽段变化。 span style=" text-indent: 2em " 作者最初研究了SARS-CoV-2蛋白PRM实验的检测限，主要是核衣壳（NCAP），这是最丰富的病毒蛋白，因此是比较好的候选测试项目。 /span span style=" text-indent: 2em " Orbitrap Eclipse 的PRM结果显示对该蛋白灵敏度可达到amol级别（大约为0.9pg）。粗略计算表明，这种灵敏度水平应足以检测理论上与约10000个SARS-CoV-2颗粒相对应的蛋白质量。其他SARS-CoV-2蛋白也被发现是PRM靶向方法的良好候选蛋白。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " （参考文献：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.23.057810v1） /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 417px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/3b037340-0003-46f0-a617-942d85139408.jpg" title=" 图片 1.png" alt=" 图片 1.png" width=" 600" height=" 417" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 图. Orbitrap Eclipse靶向PRM监测SARS-CoV-2病毒蛋白肽段序列 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 此外，作者还进行了整体蛋白质组学分析，在60-90分钟分析时间内，共鉴定出6500种相关蛋白质。这表明蛋白质组学可以用来研究病毒感染宿主细胞的蛋白质组，也是未来新兴的研究工具。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 2.蛋白质组学研究新冠病毒感染的调控机制研究 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong span style=" text-indent: 2em " 2.1 Orbitrap 高分辨质谱研究病毒宿主相互作用蛋白揭示感染机制 /span /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 另外一篇研究关于SARS-CoV-2病毒的基因组有29811个核苷酸，编码28-29个蛋白质。它编码的蛋白质之一是蛋白质E，它是一种包膜蛋白，一种有助于形成病毒油泡的结构蛋白。一旦病毒进入细胞，它还将有其他的功能，例如，它附着在蛋白质上，有助于打开和关闭其基因，当E蛋白干扰时，模式可能会改变。 span style=" text-indent: 2em " 据报道，蛋白质E与寄主细胞中的溴多胺蛋白结合，Bromodomain 4（BRD4）是BET亚家族蛋白，通过识别乙酰化组蛋白提供了一个招募平台作用，与非组蛋白靶点相关，除与病毒蛋白复合外，还参与NFKB信号转导、Myc调控。此外，BRD4还与其它bromodomain蛋白存在协同作用，其中一些还可能执行泛素化功能。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 另有一位作者使用QE HFX质谱描述了BRD4相互作用蛋白的分子表型，使用了经BET抑制剂、与BRD4结合的化合物以及可能的其他bromodomain蛋白处理的人类B细胞系蛋白质组。已鉴定的蛋白定位于SARS-CoV-2病毒感染细胞的相互作用重编程途径和复合物中，如下图所示。（A proteomic model of SARS-COV2 infection by comparing the interactomes of BRD4 with BET-inhibition and SARS-COV2 viral proteins – implications for re-purposing approved drugs or ubiquitin-mediated degradation of select candidates） /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 422px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/74611d77-e12d-4700-b696-f209d44d255a.jpg" title=" 图片 2.png" alt=" 图片 2.png" width=" 600" height=" 422" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.蛋白组学分析SARS-CoV-2病毒感染细胞后BRD4相关互作蛋白 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " & nbsp strong 2.2. Q Exactive HF质谱非标定量技术监控病毒感染细胞实时变化 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 另一篇研究通过使用Q Exactive HF质谱进行鸟枪法蛋白质组学研究，重点是获得SARS-CoV-2感染的相关信息，确定病毒颗粒抗原产生的最佳条件。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 为了做到这一点，作者用SARS-CoV-2感染Vero E6细胞（MOI 0.01和0.001）。然后他们用LFQ（非标记定量方法）方法在几天内监测感染的实时变化。他们鉴定了3220个Vero细胞蛋白和6个SARS-CoV-2蛋白，其中细胞27388个和病毒94个特异肽段（FDR& lt 1%）。病毒蛋白水平在不同时间点的动态变化表明，SARS-CoV-2蛋白合成在感染后持续增加，在感染第3天左右达到最大值。为了评估MS获得的病毒图谱在多大程度上反映了病毒的产生，作者通过qPCR在同一时间点测量了SARS-CoV-2 RNA分子。他们观察到最丰富的病毒蛋白产量的变化，反映了SARS-CoV-2 RNA分子数量的变化，证实可以使用基于MS的LFQ非标定量监测SARS-CoV-2感染动力学。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 参考文献：（https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.17.046193v1） /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 352px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/edfb0017-9692-44d5-877c-18107180805b.jpg" title=" 图片 3.png" alt=" 图片 3.png" width=" 600" height=" 352" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图. Q Exactive HF质谱进行鸟枪法蛋白质组学研究SARS-CoV-2感染的相关蛋白 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 2.3 SILAC和TMT结合多重增强蛋白质动力学方法监控转录组和蛋白质组的变化 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 来自法兰克福大学医学病毒学研究所的Jindrich Cinatl教授和歌德大学医学院的Christian Mü nch教授团队发表的题为“SARS-CoV-2 infected host cell proteomics& nbsp revealpotential therapy targets” 的最新论文。在本篇工作中，作者建立了感染SARS-CoV-2的Caco-212细胞模型，运用一种新颖的多重增强蛋白质动力学(multiplexed enhanced protein dynamicsme,mePROD)方法进行蛋白质组学分析。能够在高时间分辨率下确定转录组和蛋白质组的变化，加速确证病毒致病性相关的生物途径以及寻找潜在的药物靶标。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 对感染细胞进行蛋白质组学分析，该策略取决于是否有合适的允许病毒感染的细胞培养模型，以及对蛋白质进行时间感染特征分析的敏感蛋白质组学方法。为了探究潜在的抗病毒药物，作者建立了一个针对SARS-CoV-2高度兼容的细胞模型，在病毒感染24小时后就能迅速见到细胞致病作用(cytopathogeniceffect,CPE)(图1A)。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 研究人员在病毒感染细胞后的2h、6h、10h和24h，分别用定量PCR技术测量上清液中的病毒RNA拷贝数，发现感染后SARS-CoV-2 RNA数量不断增加（图1B）。这表明病毒在细胞中经历了完整的复制周期，成功建立了功能性的SARS-CoV-2细胞培养模型，该模型可以用于研究细胞中SARS-CoV-2生命周期的不同步骤。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 255px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/74c24851-b71a-4b76-ad3e-48c2c19512b4.jpg" title=" 图片 4.png" alt=" 图片 4.png" width=" 600" height=" 255" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 323px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/642389b8-9ba3-40e5-a6e4-5384db45b276.jpg" title=" 图片 5.png" alt=" 图片 5.png" width=" 600" height=" 323" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.& nbsp SARS-CoV-2 在细胞内快速复制模型。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " A, 病毒感染24小时后的细胞形态变化 & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " B, 细胞上清液中病毒RNA拷贝数的增加 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 为了确定SARS-CoV-2感染的时间分布，如下图所示，作者用SARS-CoV-2单次感染Caco-2细胞后培养2-24小时，并通过mePROD蛋白质组学的方法，即联用新蛋白代谢标记（SILAC）和串联质量标签（TMT）两种标记方法，进行蛋白差异分析。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 首先，将SARS CoV-2病毒与Caco-2细胞孵育一定时间，在收集样品前两小时，将培养基更换为重标SILAC培养基以标记新合成蛋白质 带有部分SILAC标记的蛋白酶切成肽段，经TMT11plex试剂标记后通过high-pH反相分级，最后借助Easy nLC 1200-Q Exactive HF高分辨质谱平台进行高通量蛋白质组学分析，用以表征宿主和病毒基因表达变化。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 320px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8ae32504-08dc-4038-a16f-50dfdab799cd.jpg" title=" 图片 6.png" alt=" 图片 6.png" width=" 600" height=" 320" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " & nbsp 图.mePROD蛋白质组学分析流程 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 在三个重复中，我们分别定量到大约4,200种和7,000种蛋白质的相对翻译速率和相对蛋白质水平。主成分分析（PCA）表明，在感染6小时后实验组首次从对照组中分离出来；随着感染时间的延长两组之间的差异越来越大（下图）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 455px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/b35166bd-e928-43eb-bf4f-efb68c04e26e.jpg" title=" 图片 7.png" alt=" 图片 7.png" width=" 600" height=" 455" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.PCA分析结果 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 与SARS-CoV–1病毒类似，许多RNA病毒会降低宿主细胞的蛋白合成；但是实验组与对照组的总体翻译率变化不大，仅在感染10小时后最大降低了23％（下图）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 486px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0279f4d2-43c0-4ed1-8af4-000f7abb60d5.jpg" title=" 图片 8.png" alt=" 图片 8.png" width=" 300" height=" 486" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图, 不同时间点的整体翻译速率（N=3） /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 作者将用对所有定量到的病毒蛋白的平均水平作为参照，计算宿主蛋白与其的距离，对最相关的前10％的蛋白进行网络分析。结果显示宿主细胞本身翻译模式的广泛重塑，可能解释了如何避免总体蛋白质合成发生重大变化（如下图所示）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 408px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/00a705a5-e243-4531-af41-7c8c827accb6.jpg" title=" 图片 9.png" alt=" 图片 9.png" width=" 300" height=" 408" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.前10％蛋白的通路分析结果 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 在本篇研究中，通过对SARS-CoV-2感染对宿主细胞进行定量蛋白质组分析，确定了由SARS-CoV-19感染调节的宿主细胞通路，并揭示了药物抑制病毒在人体细胞中复制的相关靶通路。感染过程中细胞功能发生了重大调整，SARS-CoV-2重塑了翻译、剪接、碳代谢和核酸代谢等重要细胞代谢途径，并对这些途径相关的小分子抑制剂进行测试。结果揭示了SARS-CoV-2的细胞感染情况，并鉴定出抑制病毒复制的药物，这些结果也将指导开发COVID-19的治疗方案。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 3.Orbitrap高分辨质谱针对新冠病毒糖蛋白结构研究进展 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 3.1. Orbitarp Fusion质谱结合冷冻电镜解析SARS-CoV-2 S糖蛋白多糖结构 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 来自CCRC的Robert Woods实验室。通过大量实验生成了在SARS-CoV-2 S糖蛋白上发现的聚糖的三维结构。整个研究基于报道的S蛋白使用赛默飞冷冻电镜cryo_EM 分析3D结构和相关的糖组学数据（利用Orbitarp Fusion 质谱结合分析）。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 他们进行了分子动力学模拟，以观察多糖的微观异质性对表位暴露的影响。模糊位置为聚糖结构。M9型（绿色），M5型（深黄色），混合型（橙色），复合型（粉色）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 330px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/def92f5e-20fe-4269-b50d-36aa139f3bf9.jpg" title=" 图片 10.png" alt=" 图片 10.png" width=" 300" height=" 330" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图. SARS-CoV-2 S糖蛋白聚糖结构和多糖微观异质性 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 3.2. Orbitrap Fusion Lumos质谱绘制新冠病毒SARS-CoV-2 S蛋白糖基化图谱 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 新型冠状病毒（SARS-CoV-2）中的刺突蛋白（Spike蛋白）是一种高度糖基化的蛋白质，是病毒结合和进入宿主细胞的关键调节因子，也是研发抗体及相关药物的关键靶点。该蛋白的位点特异性N-糖基化修饰（包含糖基化位点以及糖链信息）分析对于了解其功能和药物研发具有重要意义。在中国2020年3月，四川大学华西医院科研团队在生物学预印本bioRxiv在线发表文章“Site-specific N-glycosylation Characterization of Recombinant SARS-CoV-2 Spike Proteins using High-Resolution Mass Spectrometry”针对该蛋白的位点特异性N-糖基化修饰进行深入分析，具体实验流程如下图 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0bffa430-0704-4b8e-aa77-7392ed0df0aa.jpg" title=" 图片 11.png" alt=" 图片 11.png" width=" 600" height=" 283" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.利用orbitrap质谱分析新冠病毒S蛋白N-糖基化流程 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 通过使用Orbitrap Fusion Lumos质谱技术的整合糖蛋白质组学新方法，绘制了新冠病毒SARS-CoV-2重组表达蛋白的所有糖基化修饰位点以及位点特异性的N-糖链组成图谱，如下图所示。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 816px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/2d19678f-d802-4f1a-9b6e-0b0d883f4334.jpg" title=" 图片 12.png" alt=" 图片 12.png" width=" 600" height=" 816" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图. S糖蛋白位点特异性N糖基化位点修饰谱 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 4.蛋白质组以及代谢多组学研究新冠病毒感染病人血清生物标志物 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 4.1多组学方法研究新冠肺炎轻重症患者血清中蛋白和代谢物生物标志物 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 西湖大学生命科学学院与合作团队对新冠肺炎患者血液中的蛋白质和代谢物分子进行系统检测，利用多组学方法研究重症患者的血清中存在多种蛋白和代谢物分子变化（Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera） span style=" text-indent: 2em " 并找到了一系列生物标志物，有望为预测轻症患者向重症发展提供导向。 a href=" https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.07.20054585v1" target=" _blank" （Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera） /a /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 实验对99例病毒灭活处理的血清样本进行了安全处理和质谱分析。根据现行临床诊断标准，这些血样被分为对照（健康）组、普通流感组、新冠感染轻症组、新冠感染重症组。运用QE HF质谱对样本的进行蛋白质组和代谢组分析，对血清样本中的蛋白和代谢物的相对浓度进行了广泛全分析，从而揭示了重症患者体内多种独特的分子调控。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 具体流程如下图所示 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 211px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/268f6506-b9d2-4d2f-bdad-5f084133fc34.jpg" title=" 图片 13.png" alt=" 图片 13.png" width=" 600" height=" 211" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.蛋白质组学结合代谢组学围绕新冠肺炎患者队列进行分析流程 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 与对照（健康）组、普通流感组和轻症组相比，新冠肺炎重症患者的样本中出现了93种特有的蛋白表达和204个特征性改变的代谢分子。其中50种蛋白，与患者体内的巨噬细胞、补体系统、血小板脱颗粒有关。研究团队还发现，在新冠病毒感染的重症患者体内，有100多种氨基酸及100多种脂质均出现显著减少。见下图。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 458px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0d26783c-de7b-44cf-912b-dca3f55ae057.jpg" title=" 图片 14.png" alt=" 图片 14.png" width=" 600" height=" 458" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.COVID-19感染后重症患者体内的巨噬细胞、血小板、补体系统的作用通路 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 基于orbitrap质谱技术和机器学习分析方法，短时间内整合蛋白质组、临床、生物、代谢组、计算等多学科数据筛选出重症患者特征性的22个蛋白质和7个代谢物，有望可以辅助现有的诊断分析手段，实现更精准、高效的治疗。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 新型冠状病毒（2019-nCoV）肺炎疫情来势汹汹，牵动着每一个人的心，在这没有硝烟的抗疫战场上，白衣天使和医学研究者就是勇敢的战士。 span style=" text-indent: 2em " 我们整理了基于Orbitrap超高分辨质谱多组学技术在病毒感染致病机制和亮点研究，谨以此文致敬白衣天使和深耕医学研究的学者们，默默付出，勇敢向前，愿望早日完成胜利。 /span /p p br/ /p p style=" text-align: right " 投稿来源：赛默飞色谱与质谱 /p p br/ /p p br/ /p

2023年4-10月，中国兽医协会团体标准技术委员会组织召开了两次团体标准审定会，《口蹄疫病毒非结构蛋白3ABC抗体竞争磁微粒CLIA检测方法》《猪瘟病毒间接磁微粒CLIA抗体检测方法》《绵羊肺炎支原体TaqMan实时荧光PCR检测方法》《丝状支原体山羊亚种实时荧光PCR检测方法》《规模鹿场布鲁氏菌病净化技术规范》等5项团体标准送审稿经2023年中国兽医协会第十次团体标准审定会审定通过 《大熊猫剖检技术操作规范》团体标准送审稿经2023年中国兽医协会第五次团体标准审定会审定通过。以上共6项团体标准现予以发布（内容见附件），自发布之日起实施。附件：1.TCVMA-128-2023 大熊猫剖检技术操作规范.pdf2.TCVMA-129-2023 口蹄疫病毒非结构蛋白3ABC抗体竞争磁微粒CLIA检测方法.pdf3.TCVMA-130-2023 猪瘟病毒间接磁微粒CLIA抗体检测方法.pdf4.TCVMA-131-2023 绵羊肺炎支原体TaqMan实时荧光PCR检测方法.pdf5.TCVMA-132-2023 丝状支原体山羊亚种实时荧光PCR检测方法.pdf6.TCVMA-133-2023 规模鹿场布鲁氏菌病净化技术规范.pdf

p strong 仪器信息网讯 /strong 　第六届全国冷冻电子显微学与结构生物学专题研讨会在北京隆重召开，研讨会由中国生物物理学会冷冻电子显微学分会(以下简称：中国冷冻电镜分会)主办，北京大学承办，中国电子显微镜学会低温电镜专业委员会协办。18日下午和19日上午，生物大分子复合物的高分辨率动态结构专题报告会作为大会三大专题之一，在清华大学朱平、中科院生物物理所章新政研究员和湖南师范大学刘红荣教授联合主持下，顺利召开。会议围绕“蛋白质分子机器人、病毒”共安排了18个专题报告，吸引了来自海内外400多名代表与会。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/fc4338f0-f4f5-4c91-8c2f-2160ca857703.jpg" title=" 全景小.jpg" alt=" 全景小.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　研讨会现场 /p p 　　上海科技大学沈庆涛教授作《Structural mapping on nucleoproteins of non-segmented negative-sense RNA viruses》报告。沈庆涛使用冷冻电子显微镜，确定并分辨了NDV N形成4.8Å 分辨率的蛤形结构，其中两个单匝螺旋以背对背的方式包装，这在以前没有报道过。沈庆涛还发现，这种蛤形结构可以作为种子组装成双头长丝，里面有两个独立的RNA。通过环界面上的转换突变(残基114-120)破坏蛤形结构产生单头细丝并将RNA 5& #39 末端暴露于核酸酶，这导致在小基因组分析中废除病毒基因组复制。研究数据显示了一种自我涂层机制，通过该机制，蛤形结构形成保护NDV病毒基因组的双头细丝。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/a854569e-c1c5-4594-805b-c40da7c64e89.jpg" title=" 沈庆涛.jpg" alt=" 沈庆涛.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　沈庆涛作《Structural mapping on nucleoproteins of non-segmented negative-sense RNA viruses》报告 /p p 　　中国科学院生物物理研究所王祥喜研究员作《Mechanisms of Herpesvirus capsid assembly and maturation》报告。使用优化的重建策略，王祥喜获得了3.1Å 的HSV-2 B-衣壳和3.75Å 的C-衣壳的结构，其中包括不对称单元中的28,138个残基，属于4种衣壳蛋白的46种不同构象异构体(VP5，VP23，VP19C，VP26)组成4种类型的壳聚糖(C-Hex，E-Hex，P-Hex，Pen)和三链体。王祥喜还提出了C-衣壳蛋白(VP5，VP23，VP19C和VP26)和CVSC的多种构象异构体的原子模型。 通过HSV-2同源物的比较，获得了关于三种疱疹病毒亚家族之间的结构相似性和差异的信息，并且确定了α-疱疹病毒特异性结构特征。由UL17单体、UL25二聚体和UL36二聚体组成的杂五聚体CVSC与五螺旋束紧密结合，所述五螺旋束与周围衣壳蛋白形成广泛的亚基接触网络，这增强了衣壳稳定性。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/3ff235b0-5d4f-4ed2-bf95-9d715c9a8577.jpg" title=" 王祥喜.jpg" alt=" 王祥喜.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　王祥喜作《Mechanisms of Herpesvirus capsid assembly and maturation》报告 /p p 　　装有球差校正器的透射电镜在物理、材料科学等学科已经得到广泛的应用，成为 /p p 　　获得高分辨像不可或缺的重要技术方法。色差校正器也突破了技术瓶颈，稳定性得到显著改善并开始实际应用。冷冻透射电镜在使用校正器上，由于生物样品等原因，还没有得到广泛的应用。南方科技大学王培毅教授的《透镜校正器在冷冻透射电镜的应用》报告试图从生命科学的实际应用出发，讨论球差、色差校正器在冷冻透射电镜上应用前景和可能的发展。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/fd53b340-2b2c-4e73-9e09-d3fb48f173d3.jpg" title=" 王培毅.jpg" alt=" 王培毅.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　王培毅作《透镜校正器在冷冻透射电镜的应用》报告 /p p 　　在适应性免疫中，生物体产生中和抗体(nAbs)以消除入侵的病原体。厦门大学李少伟教授《Viral neutralization by antibody-imposed physical disruption》报告探讨了是否可以通过nAb结合时病毒的物理破坏来实现病毒中和。报告展现了nAb 8C11对抗戊型肝炎病毒(HEV)的中和机制，8C11结合侧翼HEV病毒样颗粒(VLP)的突出尖峰，并导致抗体和衣壳之间的巨大物理碰撞，在2小时内将VLP解离成同型二聚体。较早(15分钟)阶段的解离中间体的Cryo-EM重建揭示了涂抹的突起尖峰和二十面体对称性的丧失，衣壳核心保持不变。李少伟从概念上讲提出了一种策略，即在相邻空间无法容纳抗体的位置，针对在整个病原体的背景下具有特征的单个穗部分来提高碰撞诱导nAb。该基本原理可以促进独特的疫苗开发和抗微生物抗体设计。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/829f6e5a-25c0-44ff-b236-3c6a7fbb7ba6.jpg" title=" 李少伟.jpg" alt=" 李少伟.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　李少伟作《Viral neutralization by antibody-imposed physical disruption》报告 /p p 　　ORC与DNA结合标记了真核生物中复制起始的位点，尽管真核生物中蛋白质序列中ORC具有高度保守性，但其对复制子的选择性因物种而异。 人们对ORC在原点选择性上分歧的潜在分子机制仍然知之甚少。香港大学翟元梁助理教授《Cryo-EM structure of the origin recognition complex bound to the essential elements of ARS DNA》报告对这一问题开展研究。从报告中看，翟元梁获得了酿酒酵母ORC的一系列Cryo-EM结构，其与含有ARS共有序列(ACS)和B1元件的起源DNA序列结合。在结构中，ORC通过与磷酸骨架和碱基的广泛相互作用包围DNA。ACS中胸腺嘧啶残基的特异性识别是通过小沟中Orc1的保守碱性氨基酸基序和大沟中Orc4-HI基序进行的。有趣的是，Orc4-HI基序仅在酵母物种中保守，但在高等真核生物中完全不存在，表明了该基序在起源选择性中的独特作用。研究结果确定了ORC在调节DNA结构中的保守作用，以促进真核生物中的起源选择和解旋酶加载。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/87a3b3a4-5a9b-4dbd-8431-ba984ee25dc4.jpg" title=" 翟元梁.jpg" alt=" 翟元梁.jpg" width=" 450" vspace=" 0" height=" 283" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　翟元梁作《Cryo-EM structure of the origin recognition complex bound to the essential elements of ARS DNA》报告 /p p 　　中国科学院上海生化细胞所丛尧教授、中国科学院生物物理研究所周政研究员等其他10位专家带来更多精彩学术报告。日本电子Isamu Ishikawa、Dell何睿、上海知楚仪器有限公司等6家赞助企业也带来了《CFEG application in Cryo TEM》、《冷冻电镜配套IT 系统的介绍与探讨》、《不一样的中国制造》等精彩内容。 /p p br/ /p

针对 2019 新型冠状病毒（2019-nCoV），研究人员正在紧锣密鼓地研究病毒致病机理、疫苗及治疗药物等。在这个过程中，靶标样本的质量一如继往地决定了研究的最终成败及可靠性。无论是疫苗开发，抑或是核酸与细胞层面的致病机理研究，都离不开对蛋白质与核酸样本的质量控制。自动化电泳产品线控制靶标样本质量 针对新冠肺炎的研究争分夺秒，利用自动化的质量控制平台控制靶标样本质量可大大节省获取结果的时间，同时保障结果的准确性与重现性。安捷伦自动化电泳产品线可以快速对 DNA、RNA、蛋白质样本进行分析，获得包括浓度与分子量在内的数字化信息，并直观显示样本在电场下迁移形态的数字化图像信息，同时针对二代测序技术（NGS）等对核酸完整性程度依赖性高的应用，还提供以 0-10 的数值来直观反映样本完整性的参数，以实现对样本质量的快速且全面的评估（参见 RIN 值 与 DIN 值 ）。一、助力测序文库的质量控制，缩短病毒基因测序时间在此次“战疫”中，基于二代测序技术（NGS）的宏基因组测序大大缩短获取病毒序列的时间，为核酸检测试剂盒的开发与病人的确诊赢得了宝贵的时间。病毒变异的监测工作仍将持续、大规模地使用二代测序技术，甚至包括纳米孔测序技术和三代测序技术。无论采用何用技术，对测序文库的上机前质量控制是保证最终结果可靠、问题可追溯的必不可少的环节。目前疫情仍旧不容乐观，研究人员面临着样本量激增、测序压力大、质控样本多的情况，针对这些问题，安捷伦 4200 TapeStation 中-高通量和 Fragment Analyzer 5300/5400 高-超高通量自动化核酸质控平台可以为新冠病毒文库的质量控制提供有力的保障。图 1. 利用 4200 TapeStation 系统对来源于肿瘤FFPE样本的最终上机前的二代测序文库进行质量控制，所得到的结果确认了全部 80 个样品和 6 个阳性对照样品的 DNA 文库均已成功制备。质控数据包括样本的浓度及分布、分子量及分布。二、缩短蛋白质检测与质控时间，加快抗体研发在抗体的研发过程中，对抗体蛋白的检测与质量控制必不可少。针对蛋白质分析，传统的 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE） 制胶过程繁琐、电泳时间长。安捷伦 2100 生物分析仪可以替代 SDS-PAGE 的工作，通过蛋白质分子量大小的变化查看蛋白质的糖基化，对抗原抗体等进行质量控制，并提供从考马斯亮蓝级到银染色级蛋白质含量和纯度的检测灵敏度。图 2. 在还原剂二硫苏糖醇 (DTT) 存在的条件下，使用 2100 生物分析仪系统配合 Protein 80 (P80)、Protein 230 (P230) 和高灵敏度 Protein 250 (HSP-250) 试剂盒对人骨髓瘤 IgG2 进行分析。所示为每种分析的代表性电泳图。在还原条件下，所采用的全部三种蛋白质分析均能够清晰分离 IgG2 的轻链 (LC)和重链 (HC)。P230 和 HSP-250 分析中均可观察到高分子量聚合物，而 P80 分析则分辨出与 IgG2 样品相关的低分子量（摩尔质量）杂质。 三、控制转录产物 RNA 的质量，确保下游分析的成功在病毒致病机理、机体免疫应答和信号通路调节的研究中，转录产物 RNA 的质量控制对下游分析的成败至关重要。安捷伦最早在 2100 生物分析仪上推出了 RNA 完整性参数 RIN 值（RNA Integrity Number），经过在全球 20 年的应用， RIN 值已成为业内公认的 RNA 完整性参数。安捷伦最新一代 TapeStation 核酸分析系统，不仅能够提供 RNA 完整性参数，更满足了样本数量变化大的实验室对通量灵活性的需求，可在单个样本检测成本不变的情况下，实现 1-96 个任意数量样本的检测。图 3. 4 组总 RNA 浓度相同（300 ng/μL）但质量（降解程度）不同的大鼠总RNA样本使用安捷伦 4200 TapeStation 系统分析。分析所得的 RIN 完整性当量RINe如胶图中所示。可以看到，RNA 的完整性随着 RINe 数值的降低在胶图与峰图中都呈现明显的递降。安捷伦自动化电泳产品线可以满足不同客户的通量与应用需求，应用类型包括：- 二代测序样本质控（样本片段化文库构建的各环节，以及终文库等的质控） - 三代测序的长片样本质控（测序前样本制备的各环节质控） - 常规片段分析（PCR 产物，酶切产物等） - 生物样本库（样本入库、出库，以及保存过程中的质控） - 基因分型（ AFLP、RFLP、STR、SSR 等） 寡核苷酸大小与纯度分析 - 通过蛋白分子量大小的变化查看蛋白的糖基化，抗原抗体等的质控 分子光谱产品用于疫苗生产的质控环节 在疫苗研发及之后的生产过程中，安捷伦分子光谱产品可以帮助研究机构和生产企业做好核酸和蛋白质定量，保证生产率和准确性。其中，安捷伦 Cary 60 UV-Vis 和 Cary 630 FTIR 凭借其可靠性，已部署在全球众多制药 QA/QC 实验室中，并具有可选软件来满足中国数据完整性法规要求。紫外可见分光光度计是现代分子生物实验室的常规仪器，主要用于测定核酸的纯度、含量以及蛋白质的含量，为检测试剂盒的研发和生产提供质量保证。一、纯度检测核酸的最大吸收峰在 260 nm，蛋白质的最大吸收峰在 280 nm 处。纯的 RNA 样品，260 nm 与 280 nm 吸光度比值（A260/A280）为 2.0；纯的 DNA 样品，A260/A280 为 1.8，所以，A260/A280 可以作为 DNA、RNA 纯度检测的重要指标。核酸和蛋白质在 320 nm都没有吸收，在测试中，可以选择性的将 320 nm 的吸光度用于背景扣除。二、浓度检测对于标准样品来说，当 260 nm 处的吸光度值（A260）为 1 时，dsDNA 浓度约为 50μg/mL，ssDNA 浓度约为 37 μg/mL，RNA 浓度约为 40 μg/mL，寡核苷酸浓度约为 30 μg/mL（底物不同有差异）。据此，测定提纯后样品在 260 nm 处的吸光度值，可以计算出 RNA/DNA 的浓度。紫外可见分光光度计可以快速得到样品在 190-1100 nm 范围内每个波长下的吸光度值，为试剂盒中 RNA 纯度和核酸浓度检测提供快速解决方案。图 4. 安捷伦紫外可见分光光度计 5 次扫描 400 μL DNA 样品光谱图表 1. 安捷伦紫外可见分光光度计 5 次测试 400 μL DNA 样品纯度和浓度图 5. Agilent Cary 3500 UV-Vis（左）和 Agilent Cary 630 FTIR（右）推荐阅读：1. 快速测定口罩中的环氧乙烷残留，让医务人员和大家更安心https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521849.htm 2. 重要通知：疫情期间安捷伦售后服务安排https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521419.htm3. 重要通知 ：疫情期间安捷伦采购直通车 -- 网上订购耗材https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100320/news_521418.htm 关注“安捷伦视界”公众号，获取更多资讯。

style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style p 　　近日，中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所陈勇研究组的最新研究成果，以 em Structural basis for DAXX interaction with ATRX /em 为题，发表在 em Protein & amp Cell /em 上，该成果揭示了组蛋白分子伴侣DAXX蛋白与染色质重塑蛋白ATRX相互作用的结构基础。 /p p 　　ATRX蛋白是染色质重塑蛋白SNF2家族中的一员，与地中海贫血症、智力发育迟缓、癌症等疾病密切相关。DAXX蛋白（死亡结构域相关蛋白）作为组蛋白H3.3的分子伴侣，介导含H3.3组蛋白变体的核小体的组装，参与细胞核内基因转录、调控细胞周期等生理过程。此外，DAXX能与多种细胞因子、细胞蛋白和病毒蛋白相互作用，抑制病毒转录，具有内在的抗病毒防御作用。ATRX和DAXX蛋白对于H3.3组蛋白变体定位到异染色质位置均非常重要，但具体机制尚不清楚。 /p p 　　陈勇研究组找到ATRX与DAXX蛋白相互作用的最小作用单元和关键的作用位点，解析了DAXX sub DHB /sub -ATRX sub DBM /sub 蛋白复合物的结构，得到清晰全面的相互作用机制。进一步结构比较发现，DAXX sub DHB /sub 是一个普适性的蛋白质结合模块，能通过保守的作用模式和多种底物蛋白质结合。该项研究为后续研究ATRX-DAXX复合物如何介导H3.3组蛋白变体在异染色质的堆积和组装打下坚实的基础。 /p p 　　研究工作得到中科院战略性先导科技专项、国家科技部、国家自然科学基金委和上海科学技术委员会的资助。 /p p br/ /p

2020年7月29日，四川大学生物治疗国家重点实验室作为第一作者单位和通讯作者单位，在Nature 在线发表题为“A vaccine targeting the RBD of the S protein of SARS-CoV-2 induces protective immunity”的研究论文，这也是Nature杂志发表的首篇新冠疫苗研究论文。研发团队的研究目标是开发出一款通过重组蛋白候选新冠疫苗。在该研究中通过非人灵长类等动物模型的实验表明，这款疫苗能诱发强烈的针对新冠病毒SARS-CoV-2所产生的保护性免疫应答以及产生能够病毒中和抗体。S蛋白是存在于冠状病毒的一类很大的突刺糖蛋白，本研究中，科学家们使用S蛋白的多个不同部分制作了多款候选疫苗，经过测试和比较，他们最终确认，相比S蛋白的细胞外结构域蛋白（ECD）、S1亚基和S2亚基，RBD作为免疫原有最大的病毒中和活性。研究小组最终使用了RBD中编号为319-545的一段氨基酸序列，通过重组蛋白的方式制备新冠疫苗的抗原。研究人员利用了昆虫细胞和杆状病毒表达系统，从细胞培养液中分离提纯了该蛋白，并利用上海勤翔Clinx ChemiScope化学发光成像系统进行了鉴定。（通过Superdex 200凝胶分离柱上重组RBD蛋白的代表性洗脱色谱图。 插图显示洗脱的RBD样品的SDS-PAGE和蛋白质印迹分析）（小鼠或兔子血清对SARS-CoV-2假病毒感染的中和作用） A图： 将含有SARS-CoV-2假病毒的上清液与来自小鼠的血清预热，将其血清稀释2倍。 在37°C下温育1小时后，将混合物添加到ACE2转染的293T（293T / ACE2）细胞中以检测病毒的感染性。通过荧光显微镜和流式细胞仪确定感染细胞中绿色荧光蛋白（GFP）表达的数量。 三组图片分别是Sera/ RBD组（首次疫苗接种后第14天，用RBD疫苗免疫的5只小鼠的血清）和Sera / PBS组（用PBS作为对照的小鼠的血清），未治疗（感染SARS-CoV-2伪病毒而没有血清）。 B图：在首次免疫后14天，使用与A相同的方法，从兔子的血清中和SARS-CoV-2假病毒的感染。（诱导抗SARS-COV-2中和抗体在转基因hACE2小鼠和野生型小鼠中的活性）与单独用PBS组处理相比，在存在氢氧化铝的情况下，每只小鼠在50μl中用10μg重组RBD蛋白接种免疫转基因hACE2小鼠和野生型小鼠。第二次接种为14天后，从小鼠收集血清。为了评估SARS-COV-2感染的中和作用，将Vero E6细胞（5×10 4）预加载至96孔板中并生长过夜。将100 TCID50（50％组织培养感染剂量）的SARS-CoV-2与等体积的稀释血清预孵育，然后添加到细胞中。在37°C下温育1小时后，将混合物添加到Vero E6细胞中。在显微镜下记录细胞病变效应（CPE），并计算导致完全抑制的血清稀释液的中和滴度。该研究发现由S-RBD结构域319-545氨基酸残基构成的重组疫苗，可在接受单剂接种7或14天之后的小鼠、兔和非人灵长类动物（猕猴）中诱导有效的功能抗体应答。免疫动物的血清在体外阻断了RBD结合域与细胞表面ACE2受体的结合，并中和了SARS-CoV-2假病毒和SARS-CoV-2活病毒的感染。重要的是该疫苗还为受SARS-CoV-2病毒感染的非人类灵长类动物提供了保护，在受到SARS-CoV-2病毒感染的病人体内检测到特异性结合RBD的抗体含量的升高。 几种免疫途径和CD4tT淋巴细胞参与了疫苗抗体反应的诱导。在接种了疫苗的小鼠和猴子没有观察到抗体依赖性肺炎增强或加速出现肺炎的不良反应，因此重组RBD蛋白疫苗是重要的新冠疫苗选择之一。 参考资料：[1] Jingyun Yang et al., (2020) A vaccine targeting the RBD of the S protein of SARS-CoV-2 induces protective immunity. Nature. 背景：新冠肺炎疫情全球蔓延，对人类健康和社会秩序带来巨大挑战。截至目前（8月4日），据约翰霍普金斯大学发布的实时统计数据，全球累计新冠肺炎确诊病例超过1800万例，死亡人数达69万。目前对于新型冠状病毒所致疾病没有特异治疗方法，迫切需要有效的预防这种病毒的疫苗，通过对人群预防接种获得对新冠病毒的免疫力。虽然目前尚未有新冠疫苗正式上市，但在全球抗疫的大背景下，各国都在努力让疫情能够尽快过去。据世界卫生组织7月20日更新的数据显示，目前全球至少有24种新冠病毒疫苗已进入临床研究阶段，另有142种候选疫苗处于临床前研究阶段，为对抗新冠肺炎所作出积极贡献。

结构生物学领域有一条不成文的观点：结构决定功能。只有知道生物分子的原子排布，科学家们才能了解这个蛋白的功能。几十年来，分析蛋白结构有一个无冕之王——X射线晶体衍射。在X射线晶体衍射中，科学家们让蛋白结晶，然后利用X射线照射，随后根据X射线的衍射来重建蛋白的结构。在蛋白质数据银行(Protein Data Bank)的100000多条蛋白词目里，超过90%的蛋白结构是利用X射线晶体衍射技术解析得到的。　　尽管X射线晶体衍射一直是结构生物学家的最佳工具，但是它存在较大的限制。科学家们将蛋白进行大块结晶通常需要多年的时间。而很多基础蛋白分子，例如嵌在细胞膜上的蛋白，或是形成复合体的蛋白却无法被结晶。　　X射线晶体衍射技术(X-ray crystallography)即将成为历史，低温电子显微技术(cryo-electron microscopy, 也称作electron cryomicroscopy, cryo-EM)引发结构生物学变革。　　低温电子显微镜适用于研究大的、稳定的分子，这些分子能够承受电子的轰击，而不发生变形——由多个蛋白组成的分子机器是最好的样本。因此由RNA紧紧围绕的核糖体是最佳的样本。三位化学家用X射线晶体衍射研究核糖体溶液的工作在2009年获得了诺贝尔化学奖，但这些工作花了几十年。近几年，低温电镜研究者们也陷入了“核糖体热”。多个团队研究了多种生物的核糖体，包括人类核糖体的首个高清模型。X射线晶体衍射的研究成果远远落后于LMB的Venki Ramakrishnan实验室，Venki获得了2009年的诺奖。Venki表示，对于大分子来说，低温电子显微镜远比X射线晶体衍射要实用。　　这几年，低温电子显微镜的相关文章有很多：2015年一年，这个技术就用于100多个分子的结构研究。X-射线晶体衍射只能对单个、静态的蛋白晶体成像，但低温电子显微镜能够对蛋白的多种构象进行成像，帮助科学家们推断蛋白的功能。　　现在低温电镜迅猛发展，专家们正在寻找更大的挑战作为下一个解析目标。对很多人来说，最想解析的是夹在细胞膜内的蛋白。这些蛋白是细胞信号通路中的关键分子，也是比较热门的药物靶标。这些蛋白很难结晶，而低温电子显微镜不大可能对单个蛋白进行成像，这是因为很难从背景噪音中提取这些信号。　　这些困难都无法阻挡加利福利亚大学(University of California)的生物物理学家程亦凡。他计划解析一种细小的膜蛋白TRPV1。TRPV1是检测辣椒中引起灼烧感的物质的受体，并与其它痛感蛋白紧密相关。加利福利亚大学病理学家David Julius等人之前尝试结晶TRPV1，结果失败。用低温电子显微镜解析TRPV1项目，一开始进展缓慢。但2013年底，技术进步使得这一项目有了重大突破，他们获得了分辨率为0.34纳米的TRPV1蛋白的结构。该成果的发表对于领域来说，无异于惊雷。因为这证实了低温电子显微镜能够解析小的、重要的分子。　　尽管低温电子显微镜发展迅速，很多研究者认为，它仍有巨大提升空间。他们希望能制造出更灵敏的电子探测器，以及更好地制备蛋白样本的方法。这样的话，就能够对更小的、更动态的分子进行成像，并且分辨率更高。5月，有研究者发表了一篇细菌蛋白的结构，分辨率达到了0.22纳米。这也显示了低温显微镜的潜力。　　1997年时，英国医学研究委员会分子生物学实验室结构生物学家Richard Henderson非常坚定地宣称，低温电镜会成为解析蛋白结构的主流工具。在将近20年后的今天，他的预测比当年有了更多底气。Henderson表示，如果低温电镜保持这样的势头继续发展，技术问题也得以解决，那么低温电镜不仅会成为解析蛋白结构的第一选择，而是主流选择。这个目标已经离我们不远了。　　1. 施一公小组在《Science》发两篇论文报道剪接体三维结构　　　　U4/U6.U5 tri-snRNP电镜密度及三维结构示意图。　　2015年8月21日，清华大学生命科学学院施一公教授研究组在国际顶级期刊《科学》(Science)同时在线发表了两篇背靠背研究长文，题目分别为“3.6埃的酵母剪接体结构”(Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution)和“前体信使RNA剪接的结构基础”(Structural Basis of Pre-mRNA Splicing)。第一篇文章报道了通过单颗粒冷冻电子显微技术(冷冻电镜)解析的酵母剪接体近原子分辨率的三维结构，第二篇文章在此结构的基础上进行了详细分析，阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的基本工作机理。清华大学生命学院博士后闫创业、医学院博士研究生杭婧和万蕊雪为两篇文章的共同第一作者。　　这一研究成果具有极为重大的意义。自上世纪70年代后期RNA剪接的发现以来，科学家们一直在步履维艰地探索其中的分子奥秘，期待早日揭示这个复杂过程的分子机理。施一公院士研究组对剪接体近原子分辨率结构的解析，不仅初步解答了这一基础生命科学领域长期以来备受关注的核心问题，又为进一步揭示与剪接体相关疾病的发病机理提供了结构基础和理论指导。详细新闻报道参见：施一公研究组在《科学》发表论文报道剪接体组装过程重要复合物U4/U6.U5 tri-snRNP的三维结构。(Science, 20 Aug 2015, doi: 10.1126/science.aac7629 doi: 10.1126/science.aac8159)　　2. Science：HIV重大突破!史上最详细HIV包膜三维结构出炉!　　　　这项研究首次解析出HIV Env三聚体处于自然状态下的高分辨率结构图，其中HIV利用Env三聚体侵入宿主细胞。图片来自The Scripps Research Institute。　　在一项新的研究中，TSRI的研究人员解析出负责识别和感染宿主细胞的HIV蛋白的高分辨率结构图片。相关研究结果发表在2016年3月4日那期Science期刊上，论文标题为“Cryo-EM structure of a native, fully glycosylated, cleaved HIV-1 envelope trimer”。　　这项研究是首次解析出这种被称作包膜糖蛋白三聚体(envelope glycoprotein trimer，以下称Env三聚体)的HIV蛋白处于自然状态下的结构图。这些也包括详细地绘制这种蛋白底部的脆弱位点图，以及能够中和HIV的抗体结合位点图。(Science, 04 Mar 2016, doi: 10.1126/science.aad2450)　　3. Nature：史上最详细转录因子TFIID三维结构出炉，力助揭示人类基因表达秘密　　在一项新的研究中，来自美国加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室和西班牙国家研究委员会(CSIC)罗卡索拉诺物理化学研究所的研究人员在理解我们体内被称作转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC)的分子机构(molecular machinery)如何发现合适的DNA片段进行转录方面取得重大进展。他们史无前例地详细呈现一种被称作TFIID的转录因子所发挥的作用。相关研究结果于2016年3月23日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Structure of promoter-bound TFIID and model of human pre-initiation complex assembly”。论文通信作者是劳伦斯伯克利国家实验室生物物理学家Eva Nogales，论文第一作者是Nogales实验室生物物理学研究生Robert Louder。其他作者是Yuan He、José Ramón López-Blanco、Jie Fang和Pablo Chacón。　　这一发现是非常重要的，这是因为它为科学家们理解和治疗一系列恶性肿瘤铺平道路。Eva Nogales说，“理解细胞中的这种调节过程是操纵它或当它变坏时修复它的唯一方式。基因表达是包括从胚胎发育到癌症在内的很多重要生物学过程的关键。一旦我们能够操纵这些基本机制，那么我们就能够要么校正应当或不应当存在的基因表达，要么阻止这种过程[即基因表达]失去控制时的恶性状态。”(Nature, 31 March 2016, doi:10.1038/nature17394)　　4. Science：科学家成功解析人类剪接体关键结构　　　在最近发表的一篇Science研究论文中，来自德国的科学家们利用冷冻电镜技术首次在分子级分辨率水平上重现了人类剪接体中一个关键复合体——U4/U6.U5 tri-snRNP的结构。剪接体是一种由RNA和蛋白质组成的用于切掉mRNA前体中内含子的分子机器。该研究解析的U4/U6.U5 tri-snRNP是构成剪接体的一个重要组成部分，研究人员利用单颗粒冷冻电镜获得了人类U4/U6.U5 tri-snRNP的三维结构，该复合体分子量达到180万道尔顿，解析分辨率达到7埃。该研究模型揭示了Brr2 RNA解螺旋酶如何在分离的人类tri-snRNP中通过空间结构阻止未成熟的U4/U6 RNA发生解链，还展现了泛素C端水解酶样蛋白Sad1如何将Brr2固定在预激活位置。　　研究人员将他们获得的结构模型与酿酒酵母tri-snRNP以及裂殖酵母剪接体的结构进行了对比，结果表明Brr2在剪接体激活过程中发生了显著的构象变化，支架蛋白Prp8也发生了结构变化以容纳剪接体的催化RNA网络。(Science, 25 Mar 2016, doi: 10.1126/science.aad2085)　　5.北京大学毛有东、欧阳颀课题组与其合作者在Science发表炎症复合体冷冻电镜结构　　　　炎症复合体三维结构　　北京大学物理学院毛有东研究员、北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀院士与哈佛医学院吴皓教授合作利用冷冻电子显微镜技术解析了近原子分辨率的炎症复合体的三维结构，首次阐释了其复合物在免疫信号转导过程中的单向多聚活化的分子结构机理。该研究工作以“Cryo-EM Structure of the Activated NAIP2/NLRC4 Inflammasome Reveals Nucleated Polymerization”为题于2015年10月8日在线发表在国际期刊Science。　　先天免疫是人类免疫系统的重要组成部分，炎症复合体在触发先天免疫响应的过程中起到了关键信号转导的效应器作用，从而启动细胞凋亡等免疫应答和炎症反应。炎症复合体是胞浆内一组复杂的多蛋白复合体，是胱天蛋白酶活化所必需的反应平台，其复合物单体由多个结构域构成，并在上游蛋白的激活下诱导组装形成环状复合物。炎症复合体的结构对于认识先天免疫的信号转导过程、免疫调控和病原诱导活化等免疫响应机理具有关键的核心价值，因而成为国内外一流结构生物学和免疫学实验室追捧的研究对象。(Science, 23 Oct 2015, 10.1126/science.aac5789)　　6. Nature：施一公团队揭示γ -分泌酶原子分辨率结构　　　　人体γ -分泌酶3.4埃三维结构　　日前，清华大学教授施一公团队与国外学者合作，构建了分辨率高达3.4埃的人体γ -分泌酶的电镜结构，并且基于结构分析了γ -分泌酶致病突变体的功能，为理解γ -分泌酶的工作机制以及阿尔茨海默氏症的发病机理提供了重要基础。相关成果8月18日在《自然》发表。　　阿尔茨海默氏症是最为严峻的老年神经退行性疾病之一，但其发病机理尚待揭示。目前研究已知β -淀粉样沉淀是该病的标志性症状之一。而β -淀粉样沉淀的产生是APP蛋白经过一系列蛋白酶切割产生的短肽聚集而来。在此切割过程中，最关键的蛋白酶是γ -分泌酶。γ -分泌酶由四个跨膜蛋白亚基组成，其中，编码Presenilin(PS1)蛋白的基因中有200多个突变与阿尔茨海默氏症病人相关。γ -分泌酶在阿尔茨海默氏症的发病中扮演着重要角色。　　研究人员通过收集更多的数据、大量的计算并升级分类方法，计算构建出3.4埃原子分辨率γ -分泌酶的三维结构，可以观察到绝大部分氨基酸的侧链以及胞外区部分糖基化修饰和结合的脂类分子。在高分辨结构的基础上，施一公研究组对PS1上的致病性突变体进行了研究，发现这些突变主要集中在两个较为集中的区域内。他们对于其中一些突变体进行了生化性质的研究，发现这些突变会影响γ -分泌酶对于底物APP的酶切活性，然而对切割活性的影响却有所不同。(Nature, 10 September 2015, doi:10.1038/nature14892)　　7. Nature：人类核糖体结构终于被解析!　　　　核糖体是进行蛋白质翻译的机器，能够催化蛋白质合成。目前，许多研究已经对多种生物的核糖体结构进行了原子水平的结构解析，但获得人核糖体结构一直存在很大挑战，这一问题的解决对于人类疾病的深入了解以及治疗手段和策略的开发都有重要意义。　　近日，著名国际学术期刊nature在线发表了法国科学家关于人类核糖体结构解析的最新研究进展。　　在该项研究中，研究人员利用高分辨率单颗粒低温电子显微镜以及原子模型构建的方法获得了人类核糖体接近原子水平的结构。该核糖体结构的平均分辨率为3.6A，接近最稳定区域的2.9A分辨率水平。这一研究成果对人类核糖体RNA，氨基酸侧链的实体结构，特别是转运RNA结合位点以及tRNA脱离位点处的特定分子相互作用提供了深入见解，揭示了核糖体大小亚基接触面的原子细节，发现在核糖体大小亚基的旋转运动过程中，其接触面发生了强烈的重构过程。(Nature, 30 April 2015, doi:10.1038/nature14427)　　8. Nature：日本科学家成功解析代谢关键因子受体结构　　近日，著名国际学术期刊nature在线发表了日本科学家的最新研究进展，他们利用结构生物学方法对脂联素(adiponectin)受体，AdipoR1和AdipoR2，进行了结构解析，发现脂联素受体具有与G蛋白偶联受体不同的七次跨膜螺旋，对于靶向脂联素受体的肥胖及其相关代谢疾病治疗方法开发具有重要意义。　　在该项研究中，研究人员对人类AdipoR1和AdipoR2的晶体结构进行了解析，分辨率分别达到2.9 ?和2.4 ?，他们通过解析发现脂联素受体是具有不同结构的一类新受体。脂联素受体的这种七次跨膜螺旋在构象上与G蛋白偶联受体的七次跨膜螺旋不同，在这种新的 七次跨膜螺旋中，由三个保守组氨酸残基协同一个锌离子形成了一个大的腔体。这种锌结合结构可能在adiponectin刺激的AMPK磷酸化和UCP2表达上调方面具有一定作用。(Nature, 16 April 2015, doi:10.1038/nature14301 )　　9. Molecular Cell：中国科学家揭示A型流感病毒RNA聚合酶复合体的三维冷冻电镜结构　　2015年1月22日，中科院生物物理所刘迎芳研究组与清华大学王宏伟研究组在著名期刊Molecular Cell杂志在线发表了题目为 “Cryo-EM Structure of Influenza Virus RNA Polymerase Complex at 4.3 ? Resolution”的论文，揭示了流感病毒RNA聚合酶复合体的结构和功能。　　生物物理所刘迎芳和清华大学王宏伟课题组等中外多方参与的实验室通过使用最新的高分辨率单颗粒冷冻电镜三维重构技术，解析了含有A型流感病毒RNA聚合酶大部分成分的4.3埃分辨率的四聚体电镜结构。该复合体涵盖了流感病毒聚合酶催化活性的核心区域。从三维重构密度图中可以清晰识别出该空腔内PB1上的催化结构域以及结合的RNA复制起始链，据此，研究人员推测这是进行RNA合成反应的区域。这一活性中心结构与正链RNA聚合酶具有相似性，研究人员也因此提出了流感病毒合成新生RNA链的机制。(Molecular Cell, 5 March 2015, doi:10.1016/j.molcel.2014.12.031)　　10. Cell：科学家获得首个中介体复合物精确结构图　　　　中介体复合物(Mediator Complex)是细胞中最大也最为复杂的分子机器之一。现在，来自斯克利普斯研究所(TSRI)的科学家们在《细胞》杂志上报告称，他们利用用电镜获得了首个中介体复合物(Mediator)的精确结构图。　　Mediator是所有动植物细胞中的关键分子机器，对于绝大多数基因的转录有着至关重要的调控作用。Mediator拥有二十多个蛋白亚基，解析它的结构是基础细胞生物学的一大进步。这一成果能够为许多疾病提供宝贵的线索(从癌症到遗传性的发育疾病)。论文资深作者，TSRI副教授Francisco Asturias表示："明确这些大分子机器的结构和作用机制，可以帮助我们理解许多关键的细胞过程。"　　在这项新研究中，研究人员获得了高纯度的酵母Mediator，并通过电镜成像得到了迄今为止最为清晰的Mediator3D模型，分辨率达到约18埃。随后他们又进行了多种生化分析，例如在逐个去除蛋白亚基的同时观察电镜图像发生的改变。他们由此确定了酵母Mediator25个蛋白亚基的精确定位。　　项新研究获得的结构图谱，全面修正了之前的Mediator' 粗略模型。论文第一作者Kuang-LeiTsai表示："定位了所有的蛋白亚基之后，我们发现头部模块应该位于Mediator的顶部而不是底部。"此外，研究人员还对人类Mediator进行了深入研究。Tsai说："大体上看，人类和酵母的Mediator总体结构颇为类似。"最后研究人员在结构数据的基础上，为人们展示了Mediator调控转录时的构象变化。(Cell, 29 May 2014, doi: 10.1016/j.cell.2014.05.015)

近日，《自然》杂志刊登张锋团队新研究成果，研究者首次在真核生物中找到受RNA引导的核酸内切酶Fanzor（Fz），并可组装能对人类基因组进行编辑的类CRISPR/Cas系统，经初步改造编辑活性可达18.4%。该蛋白的真核起源和较小体积，都预示着它可能具有比目前CRISPR/Cas更广阔的应用场景。论文题图毫不夸张地说，CRISPR/Cas的出现为生物学发展带来了巨大的变革，起源于原核生物的CRISPR也让人好奇，是否在真核生物中也存在类似的系统。2021年，张锋团队在《科学》发文，他们发现了一种类CRISPR系统OMEGA（obligate mobile element–guided activity）。OMEGA系统由转座子末端转录的非编码RNA（ωRNA）和内切酶组成，其中3种转座子编码蛋白IscB、IsrB、TnpB是天然存在的RNA引导的核酸酶，且IscB和TnpB分别为Cas9和Cas12的可能祖先。而早在2013年，Fanzor蛋白就被报道为一种真核TnpB-IS200/IS605样蛋白，这不由得让人怀疑，Fanzor就是那个我们还未知的真核生物中的Cas。经公开遗传数据库搜索，研究者发现Fanzor蛋白广泛存在于真菌、原生生物、节肢动物、软体动物、巨病毒等物种，可分为Fz1和Fz2两种不同的独立起源，并发现了细菌TnpB向真核生物水平转移并进化为Fanzor的痕迹。与TnpB和Cas12的结构对比可以看出，Fanzor结构与它们非常相似，这无疑说明Fanzor可能具有类似的功能。Cas12、TnpB、Fanzor的结构对比研究者猜测，Fanzor可能以ωRNA 3端侧翼序列为向导RNA，在目标DNA序列执行切割功能。为此，他们构建了Fz OMEGA系统，并与质粒文库匹配进行切割实验。实验结果可见，不同Fanzor蛋白具有特定的切割模式，并具有针对双链DNA（dsDNA）的特异性。不同Fanzor蛋白具有特定的切割模式Fanzor表现出ωRNA引导的、TAM和靶序列依赖的dsDNA切割研究者在人类细胞中测试了Fz OMEGA的编辑效率，针对8个不同基因位点，4个Fanzor同源物中有3个表现出了可测量的编辑活性，效率最高达11.8%，总体水平与AsCas2f1相当。编辑效率最高达11.8%为提升编辑效率，研究者还尝试了修饰ωRNA和向Fanzor中引入突变。多方尝试之下，可将编辑效率最高提升至18.4%。不同修饰ωRNA（上）和Fanzor突变（下）后的编辑效率研究者还通过冷冻电镜技术分析了SpuFz1的结构，在2.7Å下可见典型的双球形结构，REC和WED结构域识别包含TAM的DNA双链，NUC和RuvC结构域则形成了类似Cas的沟槽，容纳ωRNA与DNA形成的异源双链。Fanzor结构最后，研究者还对SpuFz1的天然ωRNA结构进行了分析，确定其中tem2的区域是功能所不需的，去除后ωRNA总长为96nt，可令结构更紧凑、便于应用。ωRNA结构中tem2不影响活性不过，目前为止，研究者们还没有搞清楚Fanzor蛋白的生理功能，仅猜测与转座有关。Fanzor的真核生物起源和它相较Cas12等更小的大小，使得它有潜力成为新一代的基因编辑手段，但是它的天然功能使其可能面对在生物体内活性低、作用严重受控等问题。研究者认为，这可以通过基因工程改造来优化。今日，《自然》杂志刊登张锋团队新研究成果，研究者首次在真核生物中找到受RNA引导的核酸内切酶Fanzor（Fz），并可组装能对人类基因组进行编辑的类CRISPR/Cas系统，经初步改造编辑活性可达18.4%。该蛋白的真核起源和较小体积，都预示着它可能具有比目前CRISPR/Cas更广阔的应用场景。论文题图毫不夸张地说，CRISPR/Cas的出现为生物学发展带来了巨大的变革，起源于原核生物的CRISPR也让人好奇，是否在真核生物中也存在类似的系统。2021年，张锋团队在《科学》发文，他们发现了一种类CRISPR系统OMEGA（obligate mobile element–guided activity）。OMEGA系统由转座子末端转录的非编码RNA（ωRNA）和内切酶组成，其中3种转座子编码蛋白IscB、IsrB、TnpB是天然存在的RNA引导的核酸酶，且IscB和TnpB分别为Cas9和Cas12的可能祖先。而早在2013年，Fanzor蛋白就被报道为一种真核TnpB-IS200/IS605样蛋白，这不由得让人怀疑，Fanzor就是那个我们还未知的真核生物中的Cas。经公开遗传数据库搜索，研究者发现Fanzor蛋白广泛存在于真菌、原生生物、节肢动物、软体动物、巨病毒等物种，可分为Fz1和Fz2两种不同的独立起源，并发现了细菌TnpB向真核生物水平转移并进化为Fanzor的痕迹。与TnpB和Cas12的结构对比可以看出，Fanzor结构与它们非常相似，这无疑说明Fanzor可能具有类似的功能。Cas12、TnpB、Fanzor的结构对比研究者猜测，Fanzor可能以ωRNA 3端侧翼序列为向导RNA，在目标DNA序列执行切割功能。为此，他们构建了Fz OMEGA系统，并与质粒文库匹配进行切割实验。实验结果可见，不同Fanzor蛋白具有特定的切割模式，并具有针对双链DNA（dsDNA）的特异性。不同Fanzor蛋白具有特定的切割模式Fanzor表现出ωRNA引导的、TAM和靶序列依赖的dsDNA切割研究者在人类细胞中测试了Fz OMEGA的编辑效率，针对8个不同基因位点，4个Fanzor同源物中有3个表现出了可测量的编辑活性，效率最高达11.8%，总体水平与AsCas2f1相当。编辑效率最高达11.8%为提升编辑效率，研究者还尝试了修饰ωRNA和向Fanzor中引入突变。多方尝试之下，可将编辑效率最高提升至18.4%。不同修饰ωRNA（上）和Fanzor突变（下）后的编辑效率研究者还通过冷冻电镜技术分析了SpuFz1的结构，在2.7Å下可见典型的双球形结构，REC和WED结构域识别包含TAM的DNA双链，NUC和RuvC结构域则形成了类似Cas的沟槽，容纳ωRNA与DNA形成的异源双链。Fanzor结构最后，研究者还对SpuFz1的天然ωRNA结构进行了分析，确定其中tem2的区域是功能所不需的，去除后ωRNA总长为96nt，可令结构更紧凑、便于应用。ωRNA结构中tem2不影响活性不过，目前为止，研究者们还没有搞清楚Fanzor蛋白的生理功能，仅猜测与转座有关。Fanzor的真核生物起源和它相较Cas12等更小的大小，使得它有潜力成为新一代的基因编辑手段，但是它的天然功能使其可能面对在生物体内活性低、作用严重受控等问题。研究者认为，这可以通过基因工程改造来优化。参考资料：[1]Saito, M., Xu, P., Faure, G. et al. Fanzor is a eukaryotic programmable RNA-guided endonuclease. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06356-2[2]https://www.broadinstitute.org/news/researchers-uncover-new-CRISPR-like-system-in-animals-that-can-edit-the-human-genome