冠状病毒进化到能够识别宿主物种的聚糖
当冠状病毒跨越物种时——就像人们认为的SARS-CoV-2从蝙蝠或穿山甲传播给人类那样——它们必须迅速适应新的宿主。例如,它们必须进化到能够识别装点宿主细胞表面蛋白质的独特糖分子或聚糖。现在,研究人员报告说ACS传染病描述了几种动物和人类冠状病毒的蛋白质与称为唾液酸的聚糖的结合,揭示了宿主特异性的结合模式。
唾液酸是一种带负电荷的九碳糖分子,它覆盖在附着在细胞表面蛋白质上的糖链末端。在脊椎动物中,N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)和N-糖酰神经氨酸(Neu5Gc)是唾液酸最常见的形式。酶可以在这些分子的不同位置添加乙酰基,使每个分子产生10个以上的分子变体。Geert-Jan Boons和他的同事们想要描述由两种唾液酸识别的变种的特征病毒蛋白,即刺突的受体结合域(RBD)蛋白质和血凝素酯酶(HE),从几种动物和人类冠状病毒。
研究人员使用化学和酶处理方法制备了一个完整的乙酰化Neu5Ac和Neu5Gc变体文库。他们将这些分子打印在玻片上,制成微阵列。接下来,该团队使用荧光抗体检测系统来确定牛、兔、马和犬冠状病毒的RBD和HE是否与微阵列上的特定点结合。由于人类冠状病毒HEs已经失去了结合含唾液酸的碳水化合物的能力,他们只检测了来自人类冠状病毒OC43的RBD,这通常会导致轻微的感冒样症状。研究人员发现,每个物种的HE与Neu5Gc的结合要少于Neu5Ac变体。各物种的rbd均与Neu5Ac和Neu5Gc变体结合,但结合模式不同。结果显示,冠状病毒微调了它们的特异性,以适应其宿主的唾液酸变体。这些信息可以为研究驱动交叉的因素提供重要的见解物种研究人员说,这有助于科学家预测和预防未来的疫情爆发。