高血压增强和高发烧温度减弱的受体结合域/酶域结合的分子基础:一个分子动力学模拟研究
Xubin Xie1, Yu Zhang1, Ying Fang1
1Institute of Biomechanics, School of Biology and Biological Engineering, South China University of Technology, Guangzhou Higher Education Mega Centre, Panyu District, Guangzhou 510006, China.
International journal of molecular sciences
|April 17, 2025
概括
高血压增强了SARS-CoV-2的结合,增加了COVID-19的严重程度. 高温阻碍病毒进入,而低温促进病毒进入,影响疾病的进展.
科学领域:
- 病毒学 病毒学
- 生物物理学的生物物理.
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2) 通过尖端蛋白的受体结合域 (RBD) 进入宿主细胞,结合于 ангиотензин转化酶-2 (ACE2).
- ACE2对于血压调节至关重要,高血压与严重的COVID-19结局有关,但机制尚不清楚.
- 温度等环境因素会影响病毒感染的动态.
研究的目的:
- 调查压力和温度对SARS-CoV-2 RBD和ACE2酶域 (PD) 之间的结合亲和关系的影响.
- 阐明高血压在COVID-19严重性中的作用背后的生物物理机制.
- 了解温度如何影响SARS-CoV-2早期感染和病毒进展.
主要方法:
- 采用了全原子分子动力学模拟.
- 模拟检查了不同压力 (高达940mmHg) 和温度 (305K至315K) 对RBD/PD结合的影响.
- 分析的重点是ACE2的PD的结构变化,包括螺旋曲率和头靠近RBD.
主要成果:
- 血压升高 (模拟在940mmHg) 显著增强了RBD/PD结合.
- 高温 (315K以上) 显著削弱了RBD/PD结合,影响了病毒的进入.
- 低温 (305 K) 增强了RBD/PD结合,可能促进病毒的进展.
- 结构因素,如PD α1-螺旋曲率和β3β4-毛的近距离影响了结合界面的紧性和亲和力.
结论:
- 高血压可能会通过增加SARS-CoV-2与ACE2的结合亲和性来加剧COVID-19的结果.
- 最初的高体温可以通过减少病毒结合来阻碍SARS-CoV-2感染.
- 温度依赖的结合动态为COVID-19病原和潜在的治疗策略提供了洞察力.
