Mis on Omicroni pandeemia põhjus?

Taust

Omicroni avastamine ja arendamine

26. novembril 2021 klassifitseeris WHO Lõuna-Aafrikas leitud uue koroonaviiruse tüve B.1.1.529 viiendaks murevariandiks (VOC) ja andis sellele nime.Omikron. Selle mutantsetüve Spike-valgus ilmnes hämmastavalt 35 mutatsiooni, eriti 15 mutatsiooni RBD piirkonnas, mis mängib olulist rolli peremeesrakkude viiruse äratundmise protsessis, äratades teadlaste tähelepanu üle kogu maailma. JärgnevaltOmikronasendas Delta peavoolutüvena paljudes riikides kiiresti vaid 2 kuuga, näidates tugevat levimisvõimet. Lisaks on uuringud näidanud, et inimesed, kes on loomulikult nakatunud või vaktsineeritud, on endiselt nakatunudOmikron, ja Omicroni neutraliseerivate antikehade tiitrid ülalmainitud populatsioonide seerumiproovides on oluliselt langenud, mis näitab, et mutantsel tüvel on tugevimmuunnekõrvalehoidmise võime.

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola kasulikud omadused parandavad immuunsüsteemi, proovi saamiseks klõpsake siin

Tmõtlemine

Palju küsimusi Omicroni kohta

Mis on molekulaarne mehhanism, mille abil nakkavus jaimmuunneOmicronist kõrvalehoidmine on WT ja teiste lenduvate orgaaniliste ühenditega võrreldes oluliselt paranenud?

Kuidas toimivad 35 mutatsiooniOmikronSpike valk mõjutab viirust?

Kuidas tuleks Omicroni jaoks välja töötada ohutud ja tõhusad vaktsiinid ja terapeutilised ravimid?

25. jaanuaril avaldas Hiina Teaduste Akadeemia Biofüüsika Instituudi prof Wang Xiangxi meeskond kassahiti artikli pealkirjaga "Muunenud nakkavuse ja nakkavuse struktuursed ja funktsionaalsed iseloomustusedimmuunneSARS-CoV-2 Omicroni variandi vältimine" ajakirjas Cell. Ülaltoodud küsimustele vastamiseks struktuurianalüüsi ja biokeemiliste katsete abil kasutati Omicron Spike Trimer antigeeni ning Spike Trimeri ja ACE2 retseptori kompleksset mehhanismi.

Selles uuringus pakkusid ACROBiosystems olulisi uurimisreaktiive ja andsid olulise panuse antigeeni ekspressioonisse ja biokeemilisse analüüsi. Omicron Spike valgu struktuurianalüüsi katses töötati välja ja kasutati ACROBiosystemsi poolt toodetud Spike trimervalku (Cat.No.SPN-C52Hz).

01. Omicron Spike trimeri täiustatud stabiilsus

Teadlased väljendasid esmalt Omicron Spike Trimerit prefusiooni olekus rekombinantse in vitro ja analüüsisid Spike Trimeri struktuuri krüoelektronmikroskoopia abil normaalse füsioloogilise pH 7,5 ja endosoomi pH 5,5 juures (joonis 1). Struktuur näitab, et Omicron Spike valgu ruumiline konformatsioon kahes pH keskkonnas on peaaegu sama, kus üks RBD on "üles" konformatsioonis ja kaks RBD "alla" konformatsioonis, samas kui WT ja teiste lenduvate orgaaniliste tüvede Spike Trimer. on lisaks ülaltoodule Selles ruumilises olekus on "alla" konformatsioonis ka kolm RBD-d.

Kahe mutantse Spike'i valgu, Omicroni ja Delta, struktuuride võrdlemisel leiti, et kuna Omicron Spike'i valgu äsja tekkinud mutatsioonikoht suurendas hüdrofiilset ja hüdrofoobset interaktsiooni "üles" konformatsiooniga RBD ja "alla" konformatsiooniga RBD vahel. , need kaks Selle konformatsiooni RBD-d on ruumis lähemal ja neil on suurem interaktsiooniala, mis annab selgituse Omicron Spike valgu ainult ühe ruumilise struktuuri oleku olemasolule. Lisaks on Omicron Spike Trimeris erinevate monomeeride S1 ja S2 subühikute interaktsiooniala suurem, mis muudab Spike Trimeri üldise struktuuri "kompaktsemaks" ja valgu stabiilsus paraneb. Lisaks sellele näitasid biokeemiliste katsete tulemused ka, et Omicron Spike valgu termiline stabiilsus oli kõrgem kui WT ja Delta Spike valgu oma (joonis 2).

Spike valgu suurenenud stabiilsus suurendab retseptori ACE2 äratundmise efektiivsust, kuid vähendab ka viiruse ümbriku järgneva peremeesraku membraaniga sulandumise efektiivsust. Erinevate tüvede Spike'i valke töödeldi trüpsiini ja ACE2 lisamisega in vitro ning Omicron Spike'i valkude osakaal, mis olid konverteeritud prefusiooni konformatsioonist, mis tunneb ära retseptori ACE2 postfusiooni konformatsiooniks, mis vahendab membraani sulandumist, jälgiti vastuvärvimise elektronmikroskoopia abil, mis madalam kui WT ja Delta Spike valkude oma. (pilt 3).

02. Omikroni neutraliseerimise aktiivsus vähenes klassi 5 antikehade võrra

Varasemate kirjandusaruannete kohaselt kaotasid mitmed FDA poolt heaks kiidetud turustatud COVID{1}} neutraliseerivad antikehad peaaegu oma neutraliseeriva toime Omicroni mutantide, nagu Regeneroni REGN10933 ja REGN10987, suhtes; Eli Lilly LY-CoV555 ja LY-CoV016; Aspen Likangi AZD1061 ja AZD8895. Struktuurianalüüsi abil leiti, et Omicron Spike valgu NTD ja RBD piirkondade uus aminohappe deletsioon või mutatsioon põhjustas suuri muutusi antigeenses epitoobis, mille tulemuseks on paljude Omicroni vastaste neutraliseerivate antikehade, nagu näiteks, neutraliseeriva aktiivsuse kaotus. S477N ja T478K RBD-s. , E484K, Q493R, G496S, Q498R, N501Y, Y505H jne.

cistamche puutumatuses

Varasemad uuringud on klassifitseerinud neutraliseerivad antikehad I-VI klassidesse vastavalt erinevatele antigeeni siduvatele epitoopidele RBD-s, analüüsides SARS-CoV-2 neutraliseerivate antikehade ja RBD antigeenide komplekside struktuuri, mis on lahustatud RBD-s. Esialgse eelarveprojekti andmebaas. Selles uuringus testiti nendest 6 klassist kokku 18 antikeha võimet neutraliseerida WT ja Omicroni pseudoviiruseid. Tulemused näitasid, et kuigi V klassi antikehade neutraliseeriv toime oli nõrk, ei mõjutanud Omicroni mutatsioon seda oluliselt, samas kui ülejäänud 5 klassi antikehadel oli Omicronile väike mõju. Neutraliseeriv võimeOmikronoli oluliselt madalam kui WT-l, mis selgitas ka seda, miks Omicroni vastaste kaubanduslike neutraliseerivate antikehade neutraliseeriv aktiivsus oluliselt vähenes (joonis 4).

cistanche ja tongkat alisissepuutumatus

Uurijad analüüsisid ka koroonaviiruste Spike valgu järjestust, mis kasutavad ACE2 peremeesrakkude äratundmiseks ja nakatamiseks ning leidsid, et ACE2-ga seondumises osaleb 11 konserveerunud aminohapet ning need aminohapped võib jagada rühmadesse I-IV. I rühm sisaldab 6 väga konserveerunud aminohapet G447, Y453, N487, Y489, T500, G502; II rühm sisaldab 5 sarnaste omadustega aminohapet Y449/F/H, F456/L, Y473/F, F486/L ja Y505H, rühm III sisaldab 5 vähem konserveerunud aminohapet G446/S/T, L455/S/Y, A475/P/S, G476/D ja G496/S, IV rühm sisaldab 5 väga varieeruvat aminohapet K417/V/N/R/ T, E484/K/P/Q/V/A, Q493/N/E/ R/Y, Q498/Y/H/R ja N501/Y/T/D/S (joonis 6). Nende hulgas on I-II rühmas vähe aminohappeid ja oletatakse, et need kaks aminohapete rühma võivad mängida olulist rolli ACE2 äratundmisel ja Spike valgu konformatsioonilise stabiilsuse säilitamisel, samas kui aminohapped rühmas III-IV neil on LOÜ-s mutatsioonid. Mõned seni teatatud neutraliseerivad antikehad, nagu XGv47, A23-58.1 ja S2K146, tunnevad ära I-II rühma aminohappeepitoobid, nii et need neutraliseerivad antikehad võivad konkureerida ACE2-ga Spike valguga seondumise pärast ja antigeeni siduvad epitoobid on väga konserveerunud, neist peaks saama uue põlvkonna antikehad Omicroni ja potentsiaalsete uute koronaviiruse mutantsete tüvede raviks ja ennetamiseks.

03. Konserveerunud piirkondi saab kasutada uue põlvkonna antikehade arengusuunana

Teadlased kasutasid SPR-meetodit Omicron RBD valgu afiinsuse tuvastamiseks ACE2 suhtes ja leidsid, et tulemus oli 2,8 korda kõrgem kui WT RBD oma. Analüüsides Omicron Spike Trimeri ja ACE2 kolmemõõtmelist struktuuri, leiti, et kahe ACE2-ga seonduva Omicron Spike valgu "üles" konformatsioonis on kaks RBD-d. Omicroni aminohapped moodustavad interaktsiooni, mis võib suurendada Spike'i afiinsust ACE2 suhtes, kuid mutatsioonide K417N ja E484 olemasolu vähendab Spike'i seondumist ACE2-ga, nii et üldiselt on Omicroni Spike'i valgu afiinsus nagu teistel mutantsetel tüvedel suurenenud. ACE2 jaoks (joonis 5).

Joonis 5. Omicron Spike valgu ja ACE2 vahelise kompleksi struktuurianalüüs

Uurijad analüüsisid ka koroonaviiruste Spike valgu järjestust, mis kasutavad ACE2 peremeesrakkude äratundmiseks ja nakatamiseks ning leidsid, et ACE2-ga seondumises osaleb 11 konserveerunud aminohapet ning need aminohapped võib jagada rühmadesse I-IV. I rühm sisaldab 6 väga konserveerunud aminohapet G447, Y453, N487, Y489, T500, G502; II rühm sisaldab 5 sarnaste omadustega aminohapet Y449/F/H, F456/L, Y473/F, F486/L ja Y505H, rühm III sisaldab 5 vähem konserveerunud aminohapet G446/S/T, L455/S/Y, A475/P/S, G476/D ja G496/S, IV rühm sisaldab 5 väga varieeruvat aminohapet K417/V/N/R/ T, E484/K/P/Q/V/A, Q493/N/E/ R/Y, Q498/Y/H/R ja N501/Y/T/D/S (joonis 6). Nende hulgas on I-II rühmas vähe aminohappeid ja oletatakse, et need kaks aminohapete rühma võivad mängida olulist rolli ACE2 äratundmisel ja Spike valgu konformatsioonilise stabiilsuse säilitamisel, samas kui aminohapped rühmas III-IV neil on LOÜ-s mutatsioonid. Mõned seni teatatud neutraliseerivad antikehad, nagu XGv47, A23-58.1 ja S2K146, tunnevad ära I-II rühma aminohappeepitoobid, nii et need neutraliseerivad antikehad võivad konkureerida ACE2-ga Spike valguga seondumise pärast ja antigeeni siduvad epitoobid on väga konserveerunud, neist peaks saama uue põlvkonna antikehad Omicroni ja potentsiaalsete uute koronaviiruse mutantsete tüvede raviks ja ennetamiseks.

Järeldus

Selles uuringus kasutati Omicron Spike Trimeri mehhanismi ning Spike Trimeri ja ACE2 vahelise kompleksi analüüsimiseks krüoelektronmikroskoopiat ning struktuurianalüüsi ja biokeemiliste katsete abil selgitati Omicroni suurenenud nakkavuse ja immuunsüsteemi põgenemise molekulaarset mehhanismi. Ülaltoodud kaks kõrgelt konserveerunud antigeeni siduvate epitoopide rühma annavad teoreetilise aluse laia toimespektriga vaktsiinide ja neutraliseerivate ravimite väljatöötamiseks.

Alates COVID{0}} puhangust on ACROBiosystems epideemia arengut tähelepanelikult jälginud ning pakkunud aktiivselt kvaliteetseid tooteid ja teenuseid enamikule teadusuuringute rühmadele ning vaktsiinide ja terapeutiliste antikehade uurimis- ja arendustegevuse ettevõtetele. Pärast Omicroni ilmumist kulus vastavate uuringute jaoks vajalike antigeenide seeria edukaks ekspresseerimiseks ja tootmiseks vaid 10 päeva.

Selles uuringus pakkusid ACROBiosystems olulisi uurimisreaktiive ja andsid olulise panuse antigeeni ekspressioonisse ja biokeemilisse analüüsi. Omicron Spike valgu struktuuri analüüsi katses kasutati projekti arenduses ametlikku Spike trimervalku (Kat.nr SPN-C52Hz), mida toodab ACROBiosystems.

müüa tsistanchesissepuutumatus