Mi az Omicron-járvány oka?

Háttér

Omicron felfedezése és fejlesztése

2021. november 26-án a WHO a Dél-Afrikában talált új koronavírus-változatú B.1.1.529 törzset az ötödik „aggodalomra okot adó variánsként” (VOC) minősítette, és elnevezte.Omicron. Ennek a mutáns törzsnek a Spike fehérjében elképesztően 35 mutáció jelent meg, különösen 15 mutáció az RBD régióban, amely fontos szerepet játszik a gazdasejtek vírusfelismerési folyamatában, felkeltve a tudósok figyelmét szerte a világon. Később,Omicrongyorsan leváltotta a Delta-t, mint a főáramú törzset sok országban, mindössze 2 hónap alatt, erős terjedési képességet mutatva. Ezenkívül a vizsgálatok kimutatták, hogy a természetes úton fertőzött vagy beoltott emberek továbbra is megfertőződnekOmicron, és a fent említett populációk szérummintáiban az Omicron elleni neutralizáló antitestek titere jelentősen csökkent, ami azt jelzi, hogy a mutáns törzs erős.immuniskitérő képesség.

Kapcsolatba lépni:joanna.jia@wecistanche.com

A Cistanche deserticola előnyei javítják az immunrendszert, kattintson ide a minta megtekintéséhez

Thintázva

Sok kérdés az Omicronnal kapcsolatban

Mi az a molekuláris mechanizmus, amellyel a fertőzőképesség ésimmunisAz Omicron elkerülése jelentősen javult a WT-hez és más VOC-okhoz képest?

Hogyan működik a 35 mutáció aOmicronA spike fehérje befolyásolja a vírust?

Hogyan kell biztonságos és hatékony vakcinákat és terápiás gyógyszereket kialakítani az Omicron számára?

Január 25-én Wang Xiangxi professzor, a Kínai Tudományos Akadémia Biofizikai Intézetének munkatársa kasszasiker cikket tett közzé "A megváltozott fertőzőképesség és a fertőzőképesség szerkezeti és funkcionális jellemzései" címmel.immunisA SARS-CoV-2 Omicron variáns elkerülése" a Cell magazinban. Az Omicron Spike Trimer antigén, valamint a Spike Trimer és az ACE2 receptor komplex mechanizmusa a fenti kérdések megválaszolására szolgált szerkezeti elemzés és biokémiai kísérletek segítségével.

Ebben a tanulmányban az ACROBiosystems fontos kutatási reagenseket szolgáltatott, és jelentős mértékben hozzájárult az antigénexpresszióhoz és a biokémiai elemzéshez. Az Omicron Spike fehérjeszerkezet-elemző kísérletben a projekt az ACROBiosystems által termelt Spike trimer fehérjét (Cat.No.SPN-C52Hz) fejlesztette ki és alkalmazta.

01. Omicron Spike trimer fokozott stabilitás

A kutatók először az Omicron Spike Trimert prefúziós állapotban expresszálták rekombináns in vitro módszerrel, és krioelektronmikroszkóppal elemezték a Spike Trimer szerkezetét normál fiziológiás pH 7,5 és endoszóma pH 5,5 mellett (1. ábra). A szerkezet azt mutatja, hogy az Omicron Spike fehérje térbeli konformációja a két pH-környezetben közel azonos, egy RBD a "fel" konformációban és két RBD a "lefelé" konformációban, míg a WT és más VOC törzsek Spike Trimerje. van a fentieken kívül Ebben a térállapotban a "lefelé" konformációban három RBD is található.

A két mutáns Spike fehérje, az Omicron és a Delta szerkezetének összehasonlításával azt találták, hogy mivel az Omicron Spike fehérjén újonnan kialakult mutációs hely megnövelte a hidrofil és hidrofób kölcsönhatásokat a „felfelé” konformációs RBD és a „lefelé” konformációs RBD között. , ez a két Ennek a konformációnak az RBD-i térben közelebb vannak, és nagyobb kölcsönhatási területtel rendelkeznek, ami magyarázatot ad az Omicron Spike fehérje egyetlen térszerkezeti állapotának létezésére. Ezenkívül az Omicron Spike Trimerben a különböző monomerek S1 és S2 alegységeinek kölcsönhatási területe nagyobb, aminek következtében a Spike Trimer általános szerkezete „kompaktabbnak” tűnik, és javul a fehérje stabilitása. Nem csak a biokémiai kísérletek eredményei azt mutatták, hogy az Omicron Spike fehérje termikus stabilitása magasabb volt, mint a WT és a Delta Spike fehérje (2. ábra).

A Spike fehérje megnövekedett stabilitása növeli az ACE2 receptor felismerésének hatékonyságát, de csökkenti a vírusburok későbbi fúziójának hatékonyságát is a gazdasejt membránjával. A különböző törzsek Spike fehérjéit in vitro tripszin és ACE2 hozzáadásával kezeltük, és az ACE2 receptort felismerő Prefusion konformációból a membránfúziót közvetítő Postfusion konformációvá konvertált Omicron Spike fehérjék arányát ellenfestő elektronmikroszkóppal figyeltük meg, ami alacsonyabb, mint a WT és a Delta Spike fehérjéké. (3. kép).

02. Az Omicron neutralizációs aktivitása az 5. osztályú antitestekkel csökkent

Korábbi irodalmi jelentések szerint számos, az FDA által jóváhagyott kereskedelmi forgalomba hozott COVID{1}} semlegesítő antitest majdnem elvesztette semlegesítő aktivitását az Omicron mutánsokkal szemben, mint például a Regeneron REGN10933 és REGN10987; Eli Lilly LY-CoV555 és LY-CoV016; Aspen Likang AZD1061 és AZD8895. A szerkezeti elemzés során kiderült, hogy az Omicron Spike fehérje NTD és RBD régióiban az új aminosav deléció vagy mutáció nagy változásokat eredményezett az antigén epitópban, ami sok Omicron elleni semlegesítő antitest semlegesítő aktivitásának elvesztését eredményezte, mint pl. S477N és T478K az RBD-n. , E484K, Q493R, G496S, Q498R, N501Y, Y505H stb.

cistamche az immunitásban

Korábbi tanulmányok a neutralizáló antitesteket I-VI osztályokba sorolták az RBD-n lévő különböző antigénkötő epitópok szerint a SARS-CoV-2 semlegesítő antitestek és az RBD antigének komplexeinek szerkezetének elemzésével, amelyek az RBD-ben feloldódtak. EKT adatbázis. Ebben a vizsgálatban ebből a 6 osztályból összesen 18 antitestet teszteltek a WT és Omicron pszeudovírusok semlegesítésére való képességük szempontjából. Az eredmények azt mutatták, hogy bár az V. osztályú antitestek semlegesítő aktivitása gyenge volt, az Omicron mutáció nem befolyásolta nagymértékben, míg az antitestek fennmaradó 5 osztályának csekély hatása volt az Omicronra. A semlegesítő képességeOmicronszignifikánsan alacsonyabb volt, mint a WT-é, ami azt is megmagyarázza, hogy a kereskedelmi forgalomban kapható Omicron elleni semlegesítő antitestek semlegesítő aktivitása miért csökkent jelentősen (4. ábra).

cistanche és tongkat aliban benimmunitás

A kutatók elemezték az ACE2-t használó -koronavírusok Spike fehérjeszekvenciáját is, amelyek a gazdasejtek felismerésére és megfertőzésére használják, és megállapították, hogy 11 konzervált aminosav vesz részt az ACE2-hez való kötődésben, és ezek az aminosavak az I-IV csoportba sorolhatók. Az I. csoport 6 erősen konzervált aminosavat tartalmaz: G447, Y453, N487, Y489, T500, G502; a II. csoport 5 hasonló tulajdonságú aminosavat tartalmaz: Y449/F/H, F456/L, Y473/F, F486/L és Y505H, a III. csoport 5 kevésbé konzervált aminosavat tartalmaz, G446/S/T, L455/S/Y, A475/P/S, G476/D és G496/S, a IV. csoport 5 erősen változó aminosavat tartalmaz: K417/V/N/R/ T, E484/K/P/Q/V/A, Q493/N/E/ R/Y, Q498/Y/H/R és N501/Y/T/D/S (6. ábra). Közülük kevés aminosav található az I-II csoportban, és feltételezések szerint ez a két aminosavcsoport fontos szerepet játszhat az ACE2 felismerésében és a Spike fehérje konformációs stabilitásának megőrzésében, míg a III-IV csoportba tartozó aminosavak. mutációi vannak a VOC-ban. Egyes eddig közölt neutralizáló antitestek, mint például az XGv47, A23-58.1 és S2K146, felismerik az I-II csoport aminosav-epitópjait, így ezek a neutralizáló antitestek versenyezhetnek az ACE2-vel a Spike fehérjéhez való kötődésért, és Az antigénkötő epitópok erősen konzerváltak, várhatóan az Omicron és a potenciális új koronavírus mutáns törzsek kezelésére és megelőzésére szolgáló antitestek új generációjává válnak.

03. A konzervált régiók az új generációs antitestek fejlesztési irányaként használhatók

A kutatók az SPR módszert használták az Omicron RBD fehérje ACE2-hez való affinitásának kimutatására, és azt találták, hogy az eredmény 2,8-szor magasabb, mint a WT RBD-é. Az Omicron Spike Trimer és az ACE2 háromdimenziós szerkezetének elemzésével azt találták, hogy két RBD van a két ACE2-hez kötődő Omicron Spike protein "felfelé" konformációjában. Az Omicron aminosavai kölcsönhatást alakítanak ki, ami növelheti a Spike ACE2-hez való affinitását, de a K417N és E484 mutációk jelenléte csökkenti a Spike kötődését az ACE2-hez, így összességében a többi mutáns törzshez hasonlóan az Omicron Spike fehérje fokozott affinitással rendelkezik. az ACE2 esetében (5. ábra).

5. ábra: Az Omicron Spike fehérje és az ACE2 közötti komplex szerkezeti elemzése

A kutatók elemezték az ACE2-t használó -koronavírusok Spike fehérjeszekvenciáját is, amelyek a gazdasejtek felismerésére és megfertőzésére használják, és megállapították, hogy 11 konzervált aminosav vesz részt az ACE2-hez való kötődésben, és ezek az aminosavak az I-IV csoportba sorolhatók. Az I. csoport 6 erősen konzervált aminosavat tartalmaz: G447, Y453, N487, Y489, T500, G502; a II. csoport 5 hasonló tulajdonságú aminosavat tartalmaz: Y449/F/H, F456/L, Y473/F, F486/L és Y505H, a III. csoport 5 kevésbé konzervált aminosavat tartalmaz, G446/S/T, L455/S/Y, A475/P/S, G476/D és G496/S, a IV. csoport 5 erősen változó aminosavat tartalmaz: K417/V/N/R/ T, E484/K/P/Q/V/A, Q493/N/E/ R/Y, Q498/Y/H/R és N501/Y/T/D/S (6. ábra). Közülük kevés aminosav található az I-II csoportban, és feltételezések szerint ez a két aminosavcsoport fontos szerepet játszhat az ACE2 felismerésében és a Spike fehérje konformációs stabilitásának megőrzésében, míg a III-IV csoportba tartozó aminosavak. mutációi vannak a VOC-ban. Egyes eddig közölt neutralizáló antitestek, mint például az XGv47, A23-58.1 és S2K146, felismerik az I-II csoport aminosav-epitópjait, így ezek a neutralizáló antitestek versenyezhetnek az ACE2-vel a Spike fehérjéhez való kötődésért, és Az antigénkötő epitópok erősen konzerváltak, várhatóan az Omicron és a potenciális új koronavírus mutáns törzsek kezelésére és megelőzésére szolgáló antitestek új generációjává válnak.

Következtetés

Ebben a tanulmányban krioelektronmikroszkópiával elemezték az Omicron Spike Trimer és a Spike Trimer és az ACE2 közötti komplexum mechanizmusát, és szerkezeti elemzésekkel és biokémiai kísérletekkel magyarázták az Omicron fokozott fertőzőképességének és immunszökésének molekuláris mechanizmusát. Az erősen konzervált antigénkötő epitópok fenti két csoportja elméleti alapot ad a széles spektrumú vakcinák és semlegesítő gyógyszerek tervezéséhez.

A COVID{0}} kitörése óta az ACROBiosystems szorosan nyomon követi a járvány fejlődését, és aktívan magas színvonalú termékeket és szolgáltatásokat kínál a tudományos kutatócsoportok, valamint az oltóanyagokkal és terápiás antitestekkel foglalkozó K+F cégek többsége számára. Az Omicron megjelenése után mindössze 10 napba telt, hogy sikeresen kifejezzék és előállítsák a releváns kutatásokhoz szükséges antigének sorozatát.

Ebben a tanulmányban az ACROBiosystems fontos kutatási reagenseket szolgáltatott, és jelentős mértékben hozzájárult az antigénexpresszióhoz és a biokémiai elemzéshez. Az Omicron Spike fehérjeszerkezet-elemző kísérletben az ACROBiosystems által gyártott hivatalos Spike trimer fehérjét (kat. sz. SPN-C52Hz) használtuk a projektfejlesztésben.

cistanche eladóban benimmunitás