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计算研究揭示了埃博拉核衣壳是如何稳定的

华盛顿,2020年10月20日-埃博拉病毒引起严重感染,死亡率在50%至90%之间。病毒中的核蛋白组装成螺旋状排列并封装单链RNA基因组ssRNA,以形成称为核衣壳的棒状复合体,这对病毒的功能至关重要。杆状核衣壳还存在于其他病毒中,例如SARS-CoV-2,它会导致COVID-19。

在AIP出版的《化学物理学杂志》中,特拉华大学的科学家报告了对该核衣壳的计算研究,结果表明ssRNA的结合使核衣壳能够保持其形状和结构完整性。

由于系统非常庞大,因此很难模拟病毒。在原子水平上仅研究了少数衣壳,包括乙型肝炎,HPV,HIV-1和卫星烟草花叶病毒。迄今为止,仅对埃博拉病毒核衣壳的分离成分进行了分子动力学模拟,而不是在原子水平上进行。

这项工作代表了埃博拉核衣壳装配体的首次原子级计算研究。研究人员使用的模型包括螺旋形核蛋白组件中的所有原子,ssRNA,水分子,甚至是稳定这种高电荷结构的离子(如钠和氯)。

产生的模型具有480万个原子,即存在ssRNA和不存在ssRNA的核衣壳结构。包括第二个系统作为对照,以研究ssRNA的作用。

作者胡安·佩雷利亚说:“我们发现,ssRNA的衣壳化可以稳定埃博拉病毒的核衣壳,对于维持其螺旋装配的结构完整性至关重要。”

研究人员发现,核蛋白相互作用和离子有助于核衣壳的稳定性。在埃博拉核衣壳中,核蛋白相互连接以形成螺旋状装配体。在模拟中,发现钠离子和氯离子聚集在核衣壳附近,以抵消其电荷排斥。

棒状核衣壳结构对于埃博拉病毒感染和逃避细胞防御机制的能力及其在宿主细胞内复制的能力至关重要。核衣壳充当病毒组装的支架,并充当病毒基因转录和复制的模板。它在感染期间的关键作用使其成为抗病毒干预的理想候选者。

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