北京大学学报(医学版)

2021, v.53(01) 150-158

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严重急性呼吸综合征冠状病毒2的Spike蛋白点突变后与受体蛋白质及潜在抗病毒药物结合能力的同源建模分析
Homologous modeling and binding ability analysis of Spike protein after point mutation of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 to receptor proteins and potential antiviral drugs

曹泽;王乐童;刘振明;

摘要(Abstract):

目的:分析严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2的全长测序信息中,其刺突蛋白(Spike protein,S蛋白)的自发突变情况,以及S蛋白突变前后与宿主相关受体蛋白质和潜在抗病毒药物结合能力的变化。方法:对SARS-CoV-2的一级序列进行生物信息学分析,确定高频突变位点,利用Poly Phen-2软件逐一对S蛋白突变后的功能进行预测和分析。使用SWISS-MODEL系统对突变后的S蛋白序列进行基于相似性的同源建模,利用ZDOCK程序对所建模型与血管紧张素转化酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)、二肽基肽酶-4(dipeptidyl peptidase-4,DPP4,又称CD26)以及氨基肽酶N(aminopeptidase N,APN,又称CD13)进行蛋白质对接,用Fi PD软件对结合能力评价结果进行分析,最后采用Auto Dock-Chimera 1.14对突变前后的S蛋白与潜在抗病毒药物的结合能力进行预测和比较分析。结果:S蛋白的某些特定区域发生突变能够更大程度地影响其功能,突变之后,S蛋白与ACE2的结合能力趋向于减弱,而与DPP4的结合能力趋向于增强,与APN的结合能力无显著变化。抗人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)药物aplaviroc与S蛋白的亲和能力显著高于其他候选小分子药物。结论:SARS-CoV-2在自然状态下发生突变,其S蛋白第400~1 100个氨基酸的区域为点突变高频区,突变趋势为与DPP4结合力增强,DPP4可能成为SARS-CoV-2感染细胞的新受体,aplaviroc可能成为一种SARS-CoV-2治疗药物的潜在选择。

关键词(KeyWords): 严重急性呼吸综合征冠状病毒2;刺突糖蛋白,冠状病毒;突变;序列比对;分子对接模拟

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation):

作者(Author): 曹泽;王乐童;刘振明;

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DOI: 10.19723/j.issn.1671-167X.2021.01.023

参考文献(References):

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