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根據最近發表在eLife雜志上的一項研究，科學家模擬了新冠肺炎刺突蛋白從識別到進入宿主細胞的轉化過程，發現刺突蛋白上的多糖可能是病毒進入細胞的關鍵，破壞這種結構可能是阻止病毒傳播的策略。研究結果為研究影響新冠肺炎的動力因素提供了依據。
新冠肺炎生命周期的一個重要方面是病毒能夠附著在宿主細胞上并轉移其遺傳物質。它通過刺突蛋白實現這一目標，刺突蛋白由三個獨立的部分組成:將刺突錨定到病毒上的跨膜束和兩個S亞單位(S1和S2)。為了感染人類細胞，S1亞單位與人類細胞表面一種叫做ACE2的分子結合，S2亞單位將病毒和人類細胞膜分離融合。雖然這一過程是已知的，但其發生的確切順序仍不清楚。通過在微秒和原子水平上理解這些蛋白質結構的運動，有可能找到新冠肺炎治療的潛在目標。
“目前大多數治療策略和疫苗都聚焦于病毒入侵的ACE2識別步驟，但另一種策略是針對病毒與人類宿主細胞融合的結構變化。”該研究論文的合著者、萊斯大學物理學教授、理論生物物理中心聯合主任何塞·奧努伊卡解釋說。
通過實驗檢測這些中間瞬態結構是極其困難的，因此本研究采用了簡化的計算機模擬，可以捕捉融合前后S2亞基的動態變化。
研究人員使用基于全原子結構的模型進行了數千次模擬。模擬表明，多糖形成“籠子”，抓住S2亞基的“頭部”，使S2亞基在從S1亞基到融合病毒和細胞膜的分離過程中以中介的形式停頓。在沒有多糖的情況下，S2亞基的構象時間要短得多。
模擬還表明，將S2頭部保持在特定位置有助于S2亞單位“招募”人類宿主細胞并與它們的細胞膜融合，因為它可以允許被稱為融合肽的短蛋白質從病毒中延伸出來。事實上，S2的糖基化顯著增加了融合肽延伸到宿主細胞膜的可能性，但當多糖缺乏時，這種情況發生的可能性很小。
總的來說，本研究表明刺突蛋白多糖可以引起刺突蛋白轉化過程的暫時停頓。這為融合肽捕獲宿主細胞提供了關鍵的機會。沒有多糖，病毒顆粒可能無法進入宿主細胞。
