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冠狀病毒 (SARS-CoV-2) 病毒蛋白質

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COVID-19的病原體SARS-CoV-2病毒是一種正鏈RNA病毒,會引起人類嚴重的呼吸道症候群。 成熟的 SARS-CoV-2 包含 4 種結構蛋白: 包膜蛋白 (E)、膜蛋白 (M)、核頭蛋白 (N) 和尖峰蛋白 (S)。 E 和 M 蛋白有助於病毒的組裝,而 N 蛋白則是 RNA 合成所必需的。此外,據報導 SARS-CoV-2 使用血管張力素轉換酵素 2 (ACE2) 受體與核轉運因子 (稱為 importin) 進入宿主細胞。請注意,此處提及的推薦試劑僅供研究使用,不可用於診斷程序。

SARS-CoV-2 Spike (S) 蛋白使病毒附著並進入宿主細胞

S 蛋白負責病毒結合並進入宿主細胞。SARS-CoV-2 的 S 前體蛋白被裂解成 S1(685 氨基酸)和 S2(588 氨基酸)亞單體。S 蛋白在 S1/S2 亞基間的邊界含有一個 furin 裂解位點。研究顯示,SARS-CoV-2 病毒利用跨膜蛋白酶絲氨酸 2 (TMPRSS2) 來啟動 S 蛋白,因此推測在受感染的細胞中,由 furin 介導的 S1/S2 位點裂解可能會促進 TMPRSS2 隨後進入目標細胞。S1 亞單位具有受體結合結構域 (RBD),可透過宿主 ACE2 的縮氨酸酶結構域,以高親和力 (Kd = 15 nM) 介導此病毒進入易感細胞。據報導,S2 蛋白質保存良好,與蝙蝠冠狀病毒有 99% 的相同性,負責膜融合。S 糖蛋白的蛋白分解也被認為是決定病毒能否跨物種的重要因素。這個裂解步驟可能是阻斷人畜共患冠狀病毒傳播的目標。

宿主細胞和 SARS-CoV-2 病毒包膜 (E)、膜 (M)、核帽 (N) 和尖峰 (S) 蛋白。

圖 1. 宿主細胞和 SARS-CoV-2 病毒包膜 (E)、膜 (M)、核帽 (N) 和尖峰 (S) 蛋白。

Furin: Coronavirus Spike (S) Protein-Cleaving Enzyme

Furin是一種普遍表達的酵素,在分泌途徑中展現內部蛋白酶的活性,並能在RX(K/R)R共識基序上進行裂解。它是一種單通 I 型膜蛋白,可在跨高爾基網絡和細胞表面之間穿梭。Furin 合成時含有 26 個胺基酸的訊號肽,以及抑制其活性的前肽區域 (aa 27-107)。抑制肽扮演分子內合劑的角色,在內質網 (ER) 中會自動催化去除,並保持與 furin 非共價結合,成為一種強效的自動抑制劑。丙肽裂解是 furin 分子離開內質網的先決條件。丙肽區域內的第二次裂解發生在跨高爾基網絡中,隨後丙肽釋放,並激活 furin。它的胞質域 (aa 739-794) 負責它的跨高爾基網絡定位和從細胞表面回收。

ACE2:SARS-CoV-2 的受體

ACE 及其同源物 ACE2 屬於二肽基羧基二肽酶 ACE 家族,已知有兩種相反的功能。ACE 會裂解血管張力素 I,產生血管張力素 II,與血管張力素受體結合,導致血管收縮和高血壓。相反地,據報導 ACE2 會使血管張力素 II 失活,同時產生血管張力素 1-7,這是一種七肽,可透過活化其 Mas 受體1來發揮血管擴張功能。

ACE 信號通路和 ACE 介導的生理反應

圖 2.ACE 信號通路和 ACE 介導的生理反應

據報導,SARS-CoV-2利用ACE2作為進入細胞的受體,SARS-CoV-2的受體結合域(RBD)與人類ACE2分子有很強的相互作用。有報告指出 ACE2 在 II 型肺泡細胞、食道、回腸和大腸的吸收性腸細胞以及腎臟近端小管細胞中有高表達2。這些器官被認為感染 SARS-CoV-2 的風險較高。在動物模型中,已經顯示血管張力素轉換酵素抑制劑 (ACEI) 和血管張力素受體阻斷劑 (ARB) 可以增加 ACE2 在各種器官中的表達。有論者認為,儘管ACEI和ARBs通常建議用於心血管和腎臟疾病患者,但它們的使用,尤其是老年人的使用,可能會增加SARS-CoV-2感染症狀的嚴重性3-5.

人體腎臟組織切片的免疫組織化學染色

圖 3. 用 Anti-ACE 2 抗體 (Cat. No. HPA000288) 對人體腎臟組織切片進行免疫組織化染色,可顯示腎小管細胞頂端膜呈強陽性。

TMPRSS2 有助於冠狀病毒的附著和進入

TMPRSS2 是肽酶 S1 家族的單通 II 型膜蛋白,已被證實可裂解和活化病毒尖峰糖蛋白,進而促進病毒-細胞膜附著。研究顯示,它能透過兩種獨立的機制促進人類 SARS 冠狀病毒 (SARS-CoV) 感染:1)蛋白水解裂解 ACE2,促進病毒吸收;2)裂解冠狀病毒尖峰糖蛋白,活化糖蛋白,使其進入不依附於 cathepsin L 的宿主細胞。TMPRSS2 在前列腺組織中高度表達,在結腸、胃、附睾和乳腺組織的上皮中則有較低的表達水平。它在腫瘤性前列腺和前列腺增生上皮中的表達水平都顯著升高。TMPRSS2 有一個胞質域 (aa 1-84)、一個跨膜域 (aa 85-105) 和一個細胞外域 (aa 106-492)。它的肽酶 S1 結構域定位在氨基酸 256-489。據報導,它會透過自催化機制進行蛋白分解處理,產生跨膜蛋白酶絲氨酸 2 非催化鏈 (aa 1-255) 和跨膜蛋白酶絲氨酸 2 催化鏈 (aa 256-492)。

免疫組織化學 甲醛固定石蠟

圖 4. 免疫組織化學 甲醛固定石蠟包埋(FFPE)人腎(左圖)和人前列腺(右圖)組織切片使用熱誘導表位擷取製備。使用 1:50 (左圖) 及 1:250 (右圖) 稀釋的 Cat.MABF2158,Anti-TMPRSS2,克隆 P5H9-A3。

伊維菌素:一種透過 Importin α/β1 功能抑制 SARS-CoV-2 複製的體外抑制劑

核與細胞質之間的轉移是透過核孔複合物 (NPC) 進行的,核孔複合物是約 125 mDa 的大型超分子組合,包含約 100 個嵌入雙膜核膜的多肽。輸入信號由編碼蛋白中的多肽序列提供,稱為核定位信號 (NLS)。

貨物蛋白由載體 importin-β 輸入,載體 importin-β 透過適應蛋白 importin-α 與貨物蛋白結合。importin-β與結合在NLS上的importin-β互動,並作為NLS/importin-α/β三聚體的載體。研究人員最近發現具有抗寄生蟲特性的阿維菌素的大環內酯衍生物伊維菌素 (ivermectin),可作為 SARS-CoV-2 病毒複製的體外抑制劑 (IC50 = ~ 2.0 mM)。Ivermectin 能與輸入蛋白 α/β1 異質二聚體結合並使其不穩定,從而阻止輸入蛋白 α/β1 與病毒蛋白結合,阻斷其進入細胞核 6-7

推薦用於SARS-CoV-2病毒蛋白研究的Furin、ACE2、TMMPSS2試劑

Furin試劑

ACE2 試劑

TMPRSS2試劑

伊維菌素 試劑

僅供研究使用。

除非產品規格中另有說明,否則任何抗體產品僅供內部研究使用,不得用於任何其他目的,包括但不限於任何商業、診斷或治療用途。我們的驗證程序僅適用於研究用途,並不確認或保證我們的抗體可以用於本文所述的任何未經授權的用途。

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