研究：新冠病毒蛋白变化分布不均匀 “保守”区域可能成为治疗突破点

新冠肺炎疫情已经两个多月，人们对新冠病毒的认知还十分有限，而且其变异一直在发生，内部的交流机制也成为研究人员们去挑战揭晓的众多“谜底”之一。

今年2月，伍斯特理工学院（WPI）生物信息学研究员德米特里·科金（Dmitry Korkin）及其同事利用生物信息学手段通过研究新型冠状病毒的结构基因组和互作组，揭示了病毒蛋白进化层面的功能保守区域。该研究对病毒蛋白的3D结构进行了全面的同源建模分析，通过模型对比的方法预测了蛋白互作复合体，构建了病毒大分子相互作用网络，为对抗新型冠状病毒的药物设计提供了蛋白结构参考，并于2月14日发布在bioRxiv等平台上供全球共享。近日，他们又在前沿的《病毒杂志》（Viruses Journal）上发表了有关该主题的论文。

该研究论文题为“SARS-CoV-2的结构基因组学揭露病毒蛋白的进化保守功能区”（Structural Genomics of SARS-CoV-2 Indicates Evolutionary Conserved Functional Regions of Viral Proteins）。

该团队利用生物信息学和分子建模来重建主要病毒的3D结构，并揭示蛋白质及其与人蛋白质的相互作用。

上图为结构基因组学和相互作用组学路线图。显示了针对蛋白质结构表征的单个蛋白质和蛋白质复合物，以及来自蛋白质数据库（PDB）的模板的PDB ID。

具体来说，研究小组发现了3种严重急性呼吸系统综合征（SARS）分离株或标本，它们与新冠肺炎（COVID-19）类似，新冠肺炎是一种新的冠状病毒引起的新疾病，在人类中从未见过。而SARS是2003年发现的一种病毒，也引起了全世界的感染，并造成大量死亡。

科尔金和他的研究小组得出了三个初步结论，这些结论可能对病毒建模和帮助科学家进行未来的药物发现有帮助。首先，他们确定与人类SARS病毒和其它相关动物病毒相比，构成新型冠状病毒的蛋白质变化不是均匀分布的，而是经常在蛋白质表面形成“簇”。

其次，他的小组发现“刺突蛋白”区域与SARS中的同一区域非常不同，这表明现有的SARS疫苗可能并不有效，人们需要一种新疫苗。

同时，研究小组得出的第三个结论是，先前开发的SARS抗病毒药物候选者靶向的区域非常完整，这表明对这些药物进行重新利用是可能的。

Dmitry Korkin表示，这项计算工作的目标是双重的——其一是使结构路线图和相关发现完全可供研究团体使用；其二是帮助实验科学家破译与新冠病毒感染、疫苗开发、治疗有关的分子机制，以及抗病毒药物的发现。

该项研究得到了两项赠款的支持。美国国家科学基金会专注于计算基因组学，美国国立卫生研究院为期两年的研究基金则专注于研究突变对蛋白质介导的相互作用的影响。

参考来源：https://www.mdpi.com/1999-4915/12/4/360

https://www.wpi.edu/news/wpi-researcher-s-paper-covid-19-published-viruses-journal