对SARS-CoV-2尖端糖蛋白的pH和热效应的模拟
Ziyuan Niu1, Georgios Kementzidis1, Miriam Rafailovich2
1Department of Applied Mathematics and Statistics, Stony Brook University, Stony Brook, NY, United States.
Frontiers in molecular biosciences
|February 26, 2025
概括
在不同pH值和温度下研究SARS-CoV-2尖端蛋白 (S蛋白) 揭示了显著的结构变化,特别是在受体结合域 (RBD). pH被认为是这些结构动态的主要驱动因素.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 结构生物学 结构生物学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 在SARS-CoV-2的尖端糖蛋白 (S蛋白) 对于病毒的进入至关重要.
- 在环境条件下了解S蛋白结构动态对于预测病毒行为至关重要.
研究的目的:
- 研究各种pH (1-11) 和温度 (3-75°C) 对SARS-CoV-2 S蛋白结构和动态的影响.
- 确定在不同条件下易受结构偏差影响的关键地区.
主要方法:
- 全原子分子动力学模拟在长时间内进行了三次.
- 模拟涵盖了广泛的pH值和温度条件.
- 吉布斯的自由能源景观分析被采用.
主要成果:
- 在高温 (75°C) 的极端酸性条件下 (pH1) 诱导了S蛋白骨干的实质性结构偏差 (210%大于pH7),主要是在受体结合域 (RBD) 内.
- 酸性和基本性条件扩大了溶剂暴露,而高热量导致收缩,pH在极度酸性和中等pH温度下是主导因素.
- 发现pH值是结构变化的主要驱动因素.
结论:
- 这项研究阐明了pH值和温度对S蛋白结构的复杂相互作用.
- 受体结合域 (RBD) 是结构偏差的一个关键区域.
- 开发的方法允许在各种条件下预测S-蛋白质的特性,而无需明确的模拟.


