Virology:冠状病毒融合抑制多肽脂化后可提高抗病毒活性

2018-07-20 来源：中国病毒学论坛标签：掌上医生喝茶减肥一天瘦一斤安全减肥 cps联盟美容护肤

摘要：冠状病毒(CoVs)是包膜RNA病毒，可以感染鸟类和哺乳动物的呼吸道和肠道。病毒的毒力视感染病毒类型和宿主易感性而决定。

冠状病毒(CoVs)能引起危及生命的呼吸道疾病。病毒感染细胞需要病毒刺突（S）蛋白与细胞受体分子粘附以介导病毒进入。融合抑制多肽可与S蛋白结合，以阻止感染。该融合抑制多肽由复旦大学姜世勃团队设计，相关成果已于2014年1月发表在国际权威杂志《NatureCommunication》上。本研究设计将各种脂质与融合抑制多肽结合，希望这种方法能使多肽进入细胞膜，从而增加抗病毒能力。结果显示，胆固醇或棕榈酸酯化合物使抗病毒的效力增加到1000倍。这一研究成果于2017年8月9日发表在权威杂志《Virology》上。

冠状病毒(CoVs)是包膜RNA病毒，可以感染鸟类和哺乳动物的呼吸道和肠道。病毒的毒力视感染病毒类型和宿主易感性而决定。CoVs以其人畜共患特性而闻名人类，正如2002年突然出现的严重急性呼吸系统综合症(SARS)。抗病毒药物可以抑制MERS-CoV和新出现的CoV感染，减少疾病负担，消除对来源于人畜共患冠状病毒的流行病的恐惧。

CoV刺突（S）蛋白在感染性病毒颗粒外表面呈发射状，它们在靶细胞上附着细胞受体然后催化病毒包膜-细胞膜融合。S蛋白是~500kDa大小的同质三聚体，每个单体包含多个功能域。受体结合域(RBDs)远离病毒包膜，而融合-催化域(FDs)则位于病毒近端并且被埋在RBDs的区域之下。在病毒入胞过程中会遇到控制蛋白质活化的环境因素，包括细胞受体，与特定的S蛋白构象结合，可能会促进“准备就绪”的状态。第二个因素是细胞蛋白酶，可以裂解S蛋白并允许进一步的构像改变。然而，结构动力学的许多细节仍然未知。

目前的推测是受体结合和蛋白水解暴露了FDs并允许其疏水的“融合肽”嵌入靶细胞膜。与S蛋白FDs区域膜近端相似或相同的多肽部分可以阻断这一融合过程而阻止冠状病毒感染。这些~30氨基酸多肽，被命名为Heptadrepeat2(HR2)多肽，结合到FD区域的HR1部分，形成反平行的螺旋束。HR2肽只能与融合结中间体合，而不能与融合前或后的S蛋白结合，并干预在融合后的FDs重新折叠过程。其他包膜病毒如HIV也可被相似的融合抑制多肽抑制感染。但与HIV-1gp41HR2相比,冠状病毒HR2抗病毒活性较弱。

对这种温和的抗病毒活性的一种解释是CoVFD中间体是在亚细胞的位置形成，而此位置HR2肽段难以进入。这些无法进入的地方可能是在膜微域内或内体内。这些都是蛋白酶丰富的位置，也是S蛋白激活的区域。外源添加的HR2肽可能不会累积这些富含蛋白酶的亚细胞环境，导致较弱的抗病毒效果。因此我们推测HR2肽如果富集到到有S蛋白指导下融合的地方，可能会增加抗病毒的效力。本研究证明CoVS蛋白被催化形成融合中间体，才能被HR2多肽识别，并评估脂质化合物可以集聚HR2多肽到蛋白酶富集的区域。研究结果表明脂质化合物大大增加了HR2多肽抗病毒活性，并提示脂化HR2肽聚集在待进入的病毒产生融合中间产物的位置。

在S蛋白溶解后，抗病毒作用明显，这意味着脂质偶联物在蛋白酶触发的融合激活位点上固定了肽段。与非脂质化多肽不同，脂多肽抑制了在核内体内发生的S蛋白引导下的病毒进入。细胞成像显示细胞内的肽聚集物，它们被内吞入的场所与冠状病毒进入细胞作用的地方相一致。这些发现表明，脂质化将抗病毒肽定位于为冠状病毒融合区蛋白酶富集的位点，从而保护细胞免受多种冠状病毒的感染。

Abstract

Coronaviruses(CoVs)cancauselife-threateningrespiratorydiseases.Theirinfectiousentryrequiresviralspike(S)proteins,whichattachtocellreceptors,undergoproteolyticcleavage,andthenrefoldinaprocessthatcatalyzesvirus-cellmembranefusion.Fusion-inhibitingpeptidesbindtoSproteins,interferewithrefolding,andpreventinfection.Hereweconjugatedfusion-inhibitingpeptidestovariouslipids,expectingthistosecurepeptidesontocellmembranesandtherebyincreaseantiviralpotencies.Cholesterolorpalmitateadductsincreasedantiviralpotenciesupto1000-fold.AntiviraleffectswereevidentafterSproteolyticcleavage,implyingthatlipidconjugatesaffixedthepeptidesatsitesofprotease-triggeredfusionactivation.Unlikelipid-freepeptides,thelipopeptidessuppressedCoVSprotein-directedvirusentrytakingplacewithinendosomes.Cellimagingrevealedintracellularpeptideaggregates,consistentwiththeirendocytosisintocompartmentswhereCoVentrytakesplace.Thesefindingssuggestthatlipidationslocalizeantiviralpeptidestoprotease-richsitesofCoVfusion,therebyprotectingcellsfromdiverseCoVs.