冠状病毒复制分子生物学与防控措施研发进展
发布时间：2021-06-23 18:56
目的以新冠肺炎致病菌2019-nCoV,中东呼吸综合征相关冠状病毒MERS-CoV和严重急性呼吸综合征相关冠状病毒SARS-CoV为代表的冠状病毒成为最近重大公共卫生关注焦点。研发更好的防控措施需要更好地认识冠状病毒,尤其是其基因组和复制分子生物学。方法文献综述和基因组序列分析。结果全球14673篇相关文章,美国NCBI有40个冠状病毒全基因组序列,GEO（Gene expression omnibus）有33个冠状病毒相关转录组数据。结论冠状病毒基因组具有独特的性质,复制特点,不少病毒蛋白具有多功能,包括与宿主相互作用,影响宿主蛋白质翻译后修饰如泛素化和去泛素化,调控宿主免疫病理。这些为疫苗、诊断和药物等新防控措施研发提供了基础。
【文章来源】：国外医药(抗生素分册). 2020,41(02)
【文章页数】：20 页
【部分图文】：
部分化合物结构
认识病毒复制、病毒-宿主相互作用是解决冠状病毒防控措施的关键。冠状病毒比其他正链RNA病毒的基因组大,基因表达策略复杂,蛋白质组也大,与宿主相互作用复杂。病毒在宿主细胞中表达的蛋白质,一方面用于病毒复制或者组装,另一方面与宿主相互作用。为病毒复制提供更佳环境、改变宿主基因表达、拮抗宿主抗病毒策略。冠状病毒蛋白质组复杂,复制过程复杂。对于宿主因子在冠状病毒复制中的作用、细胞中病毒RNA合成机器的组装与功能,逃避宿主细胞先天免疫应答的相关研究较少。2.1 核酸合成酶
冠状病毒(图1)属于巢病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科(Coronaviridae)、正冠状病毒亚科(Orthocoronavirinae)、冠状病毒属(Coronavirus),是自然界广泛存在、物种多样的一大类有包膜、不分节段的单股正链RNA病毒,基因组全长27～32kb,螺旋状核衣壳结构外面包裹有脂双层,可以感染人、牛、鼠、猪、猫、犬、雪貂、骆驼、兔子、蝙蝠与禽类等宿主。目前有α、β、γ和δ四个属。β冠状病毒是包膜性病毒。新型肺炎病毒2019-nCoV就属于冠状病毒科β冠状病毒属,与一种来自蝙蝠的冠状病毒的序列一致性高达96%。该病毒经飞沫、气溶胶、接触等途径传播,潜伏期感染者也具传播性。目前数据表明:2019-nCoV比SARS-CoV毒力弱,但传播力强。可能2019-nCoV与SARS冠状病毒使用相同的受体-血管紧张素转化酶2(ACE2)进入宿主细胞。病毒S蛋白结合宿主细胞受体的能力是CoV在新物种中存活的关键,但不是唯一因素。一般RNA病毒的基因组都尽可能小,以避免错误灾难(Error catastrophe)。CoV作为巢病毒目中基因组最大的成员,克服错误灾难的方法是产生一个大的复制复合体(Replication complex)。该复合体包括非结构蛋白(Nonstructural protein, nsp)nsp14的3"-5"核酸外切酶(Exoribonuclease)活性介导的校读功能,具有RNA合成和修饰活性。这个巨大、复杂的RNA复制机器允许CoV基因组达到32kb,还能够存活。冠状病毒依赖RNA的RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase,RdRp)的忠实性降低,突变更快,尤其是群体大,代时短,因此突变率高,遗传变异大,与宿主细胞表面受体如二肽基肽酶4(Dipeptidyl peptidase 4,DPP4)相互作用的病毒S蛋白的突变、重组、高突变子位点(Mutator alleles),突变稳健性(Mutational robustness)等因素叠加使得冠状病毒的宿主范围不断扩大。根据选择压力,CoV蛋白可以分为三组:刺突蛋白、保守性蛋白和可变蛋白。新CoV出现,这三组蛋白的功能必需协调,既维持病毒关键功能,也克服种障碍。
本文编号：3245479
【文章来源】：国外医药(抗生素分册). 2020,41(02)
【文章页数】：20 页
【部分图文】：
部分化合物结构
认识病毒复制、病毒-宿主相互作用是解决冠状病毒防控措施的关键。冠状病毒比其他正链RNA病毒的基因组大,基因表达策略复杂,蛋白质组也大,与宿主相互作用复杂。病毒在宿主细胞中表达的蛋白质,一方面用于病毒复制或者组装,另一方面与宿主相互作用。为病毒复制提供更佳环境、改变宿主基因表达、拮抗宿主抗病毒策略。冠状病毒蛋白质组复杂,复制过程复杂。对于宿主因子在冠状病毒复制中的作用、细胞中病毒RNA合成机器的组装与功能,逃避宿主细胞先天免疫应答的相关研究较少。2.1 核酸合成酶
冠状病毒(图1)属于巢病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科(Coronaviridae)、正冠状病毒亚科(Orthocoronavirinae)、冠状病毒属(Coronavirus),是自然界广泛存在、物种多样的一大类有包膜、不分节段的单股正链RNA病毒,基因组全长27～32kb,螺旋状核衣壳结构外面包裹有脂双层,可以感染人、牛、鼠、猪、猫、犬、雪貂、骆驼、兔子、蝙蝠与禽类等宿主。目前有α、β、γ和δ四个属。β冠状病毒是包膜性病毒。新型肺炎病毒2019-nCoV就属于冠状病毒科β冠状病毒属,与一种来自蝙蝠的冠状病毒的序列一致性高达96%。该病毒经飞沫、气溶胶、接触等途径传播,潜伏期感染者也具传播性。目前数据表明:2019-nCoV比SARS-CoV毒力弱,但传播力强。可能2019-nCoV与SARS冠状病毒使用相同的受体-血管紧张素转化酶2(ACE2)进入宿主细胞。病毒S蛋白结合宿主细胞受体的能力是CoV在新物种中存活的关键,但不是唯一因素。一般RNA病毒的基因组都尽可能小,以避免错误灾难(Error catastrophe)。CoV作为巢病毒目中基因组最大的成员,克服错误灾难的方法是产生一个大的复制复合体(Replication complex)。该复合体包括非结构蛋白(Nonstructural protein, nsp)nsp14的3"-5"核酸外切酶(Exoribonuclease)活性介导的校读功能,具有RNA合成和修饰活性。这个巨大、复杂的RNA复制机器允许CoV基因组达到32kb,还能够存活。冠状病毒依赖RNA的RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase,RdRp)的忠实性降低,突变更快,尤其是群体大,代时短,因此突变率高,遗传变异大,与宿主细胞表面受体如二肽基肽酶4(Dipeptidyl peptidase 4,DPP4)相互作用的病毒S蛋白的突变、重组、高突变子位点(Mutator alleles),突变稳健性(Mutational robustness)等因素叠加使得冠状病毒的宿主范围不断扩大。根据选择压力,CoV蛋白可以分为三组:刺突蛋白、保守性蛋白和可变蛋白。新CoV出现,这三组蛋白的功能必需协调,既维持病毒关键功能,也克服种障碍。
本文编号：3245479
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