◎科技日报实习记者张佳欣
美国能源部布鲁克海文国家实验室的科学家在8日《自然·通讯》杂志上发表了首个详细的新冠病*包膜蛋白（Envelopeprotein，E蛋白）的原子级模型，该蛋白与维持肺部粘膜所必需的一种名为PALS1的人类肺细胞连接蛋白结合。该模型展示了这两种蛋白质是如何相互作用的，有助于解释病*如何在特别脆弱的新冠肺炎患者中造成广泛的肺损伤，并逃逸肺部感染其他器官。这一发现可能会加快对阻断该疾病严重影响的药物的研究。
新冠病*包膜蛋白与其刺突蛋白一起存在于病*的外膜上，帮助病*在感染细胞内组装新颗粒。早期研究表明，包膜蛋白在劫持人类蛋白质以促进病*释放和传播方面发挥了关键作用。
科学家们推测，包膜蛋白通过一定方式破坏了肺细胞的连接。
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当肺细胞连接被新冠病*破坏时，免疫细胞会试图修复损伤，释放被称为细胞因子的小蛋白。这种免疫反应可能会引发大规模炎症，导致所谓的“细胞因子风暴”和随后的急性呼吸窘迫综合征，从而加重病情。此外，由于损伤削弱了细胞间的联系，病*可能更容易从肺部逃逸，并通过血液传播，感染其他器官，包括肝脏、肾脏和血管。
此次，研究人员通过将包膜蛋白和PALS1混合在一起，快速冷冻样品，然后用低温电子显微镜(cryo-EM)研究膜蛋白和动态蛋白质复合物，发现了蛋白质之间动态相互作用的细节。利用观察到的结构特征，研究人员创建了分子模型。
该模型有关于组成这两种蛋白质的单个氨基酸的信息，提供了结构细节和对分子间力的理解，这些力允许包膜蛋白在受感染细胞深处将PALS1从肺细胞外边界的位置“扳开”。换句话说，病*的包膜蛋白通过与人体的PALS1蛋白结合，将PALS1蛋白从它们通常的保持肺细胞连接紧密的工作中“拉”了出来。据此就可解释新冠病*导致肺部损伤的原因。
布鲁克海文实验室的结构生物学家、该研究的主要作者刘群（音译）表示说：“当病*蛋白将PALS1从细胞连接中‘拉’出来时，它可以帮助病*更容易传播，这将为病*提供选择性优势。任何增加病*存活、传播或释放的特征都可能被保留。”病*继续传播的时间越长，出现新的进化优势的机会就越大。此外，任何现有的损伤，如肺细胞疤痕，都可能使新冠肺炎患者更难从损伤中恢复。
研究人员表示，找到原因可以帮助寻找专门阻止新冠病*发生这种作用的药物，从而减少病*对人体的杀伤力。
此外，了解这种蛋白质相互作用的动态也将有助于科学家追踪新冠病*等病*是如何进化的。
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编辑：张琦琪
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本文来源：科技日报