質量光度計在SARS-CoV-2方面的應用

應用案例（質量光度計）：質量光度計在SARS-CoV-2方面的應用 

Mass Photometry on SARS-CoV-2           

翻譯整理：北京佰司特科技有限責任公司

質量光度法定量了溶液中生物分子的質量分布。它在分析低聚態和定量蛋白-蛋白相互作用方面的用途被用于研究突發性SARS-CoV-2病毒的刺突蛋白及其與ACE2受體的相互作用，這被認為是病毒進入人類細胞的主要途徑。

當前SARS-CoV-2大流行的出現引發了大量與冠狀病毒進入宿主細胞機制有關的功能和結構研究。刺突糖蛋白通過與人血管緊張素轉換酶2 (ACE2)緊密相互作用，形成從病毒表面突出的同源三聚體，作為刺突蛋白的功能受體。該蛋白隨后被宿主蛋白酶裂解，從而通過廣泛的不可逆構象變化激活該蛋白進行膜融合。

在這里，我們提出了一種基于質量光度法的分析方法，可以了解穗狀糖蛋白的寡聚態、與ACE2的相互作用以及直接與ACE2作用的受體結合域(RBD)的構象狀態的一些關鍵方面。這些rbd可以是“向上"構象，可以與ACE2相互作用，也可以是“向下"構象，不可能相互作用(圖1)。

我們可以證明重組產生SARS-CoV-2飆升ectodomain形式定義良好的三聚物(圖2)。在挑戰ACE2,可以識別不同的人口相對應綁定一個或多個副本ACE2每三聚物(圖2)這表明混合人口rbd的向上或向下的構象,以及ACE2與刺突蛋白內可接近的rbd的功能結合。

圖1：SARS-CoV2棘突外結構域與ACE2復合物的結構，其中一個RBD位于“上"位置，兩個RBD位于“下"位置。將SARS-CoV2 spike (6VSB)的低溫電子顯微鏡結構疊加到與SARS-CoV2 RBD (6M17)配合物中的ACE2晶體結構上，建立了該模型。ACE2顯示為綠色。三聚體棘突蛋白顯示為具有結合能力的構象的RBD為粉紅色，n端結構域(NTD)為紫色，RBD為藍色。其他單體顯示為淺灰色和深灰色。

圖2：SARS-CoV-2棘突外域及其與ACE2相互作用的質譜特征。重組SARS-CoV-2棘突外結構域的質量直方圖(上面板)，也顯示該蛋白三聚體形式的低溫電子顯微鏡結構的頂視圖。ACE2質量直方圖(下圖)。該插圖顯示，SARS-CoV-2棘突外結構域可以結合多個ACE2副本，表明在一個三聚體中，幾個rbd可以處于能夠勝任結合的位置。

當前SARS-CoV-2大流行的出現引發了大量與冠狀病毒進入宿主細胞機制有關的功能和結構研究。刺突糖蛋白通過與人血管緊張素轉換酶2 (ACE2)緊密相互作用，形成從病毒表面突出的同源三聚體，作為刺突蛋白的功能受體。該蛋白隨后被宿主蛋白酶裂解，從而通過廣泛的不可逆構象變化激活該蛋白進行膜融合。

在這里，我們提出了一種基于質量光度法的分析方法，可以了解穗狀糖蛋白的寡聚態、與ACE2的相互作用以及直接與ACE2作用的受體結合域(RBD)的構象狀態的一些關鍵方面。這些rbd可以是“向上"構象，可以與ACE2相互作用，也可以是“向下"構象，不可能相互作用(圖1)。

我們可以證明重組產生SARS-CoV-2飆升ectodomain形式定義良好的三聚物(圖2)。在挑戰ACE2,可以識別不同的人口相對應綁定一個或多個副本ACE2每三聚物(圖2)這表明混合人口rbd的向上或向下的構象,以及ACE2與刺突蛋白內可接近的rbd的功能結合。

在這里，我們介紹了使用質量光度法研究SARS-CoV-2刺突蛋白結合ACE2受體的機制。我們可以進一步擴展這項實驗，以監測抗體如何與刺突蛋白三聚體結合，并最終破壞與ACE2的相互作用。

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