理海大學的研究人員量化了SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）的尖峰蛋白與人體細胞中的ACE2受體之間的特異性相互作用，這可能部分解釋了其與SARS-CoV -1相比的高感染率。生物工程研究人員發現了人類細胞中的受體與SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）的尖峰或”S”蛋白之間以前未知的相互作用。這一新發現可能有助於開發阻止SARS-CoV-2進入人類細胞的新策略。

X. Frank Zhang和Wonpil Im從最近的研究中知道，SARS-CoV-2尖峰蛋白與人體細胞中的血管緊張素轉換酶2（ACE2）受體之間的相互作用比引起2002-2004年SARS爆發的病毒SARS-CoV-1的結構相同的尖峰蛋白與相同受體之間的相互作用更強。

“我們的目標是表徵SARS-CoV-2，並研究其入侵人類細胞過程中的蛋白質-蛋白質之間的相互作用，以提供更多關於使其成功入侵過程的第一步成為可能的機制的見解，”Lehigh的生物工程和機械工程與力學副教授Zhang說。

他們的研究結果出現在3月中旬出版的《生物物理學雜誌》特刊”生物物理學家應對COVID-19挑戰一”中一篇名為”SARS-CoV-2尖峰RBD與人類ACE2蛋白-蛋白相互作用的生物力學表徵”的文章中。

利用單分子力譜和分子動力學模擬相結合的方法，研究團隊能夠識別出ACE2醣類（附著在蛋白質表面的糖基）和SARS-CoV-2尖峰之間以前未知的相互作用。正是這種相互作用似乎是加強病毒與細胞相互作用的原因。他們說，這可能部分解釋了COVID-19與造成2002-2004年SARS爆發的類似病毒相比感染率更高的原因。

“我們驚訝地發現，ACE2聚醣和SARS-CoV-2尖峰蛋白之間的特殊相互作用是使病毒與細胞分離如此困難的原因，”Im說。為了得出這些發現，該團隊採用了Zhang的創新單分子檢測技術，測量尖峰蛋白-ACE2受體相互作用的分離力。利用Im開發的CHARMM-GUI中提供的複雜系統的全原子分子動力學模擬，他們就確定了這個相互作用中的詳細結構信息。

“在我們小心翼翼地去除所有的ACE2聚醣並測量相互作用的力量後，我們看到SARS-CoV-2尖峰ACE2相互作用的強度回落到與SARS-CoV-1相似的水平，”張說。

“這種新發現的與ACE2聚醣的相互作用有可能是COVID-19比結構相似的SARS-CoV-1有更高的比率的原因之一，後者的相互作用較弱，”Zhang說。”我們的希望是，研究人員可能能夠利用這些信息開發新的策略來識別、預防、治療和接種COVID-19。”