天大生物信息中心在新冠病毒研究方面取得新进展

内容提要：近日，天津大学生物信息中心高峰教授课题组通过分子动力学模拟揭示了SARS冠状病毒和新冠病毒与人类受体在不同温度下结合特性的差异，为药物设计提供了有益的指导和参考。

天津北方网讯：近日，天津大学生物信息中心高峰教授课题组通过分子动力学模拟揭示了SARS冠状病毒和新冠病毒与人类受体在不同温度下结合特性的差异，为药物设计提供了有益的指导和参考。

SARS病毒和新冠病毒对细胞的成功入侵主要取决于刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人类受体血管紧张素转化酶2（ACE2）之间的蛋白质-蛋白质相互作用（相关结构如左图所示）。新冠疫情爆发以来，针对RBD与ACE2之间的相互作用已进行了大量的研究，但绝大多数仅在室温300 K（约27摄氏度）下进行。温度是影响病毒感染性的重要因素，此次高峰教授课题组揭示了SARS病毒和新冠病毒在不同温度（200K, 250K, 273K, 300K, 350K）下两者RBD和ACE2结合特性的差异。这项研究有助于了解SARS病毒和新冠病毒感染能力的差异。

基于分子动力学模拟的平衡轨迹，高峰教授课题组发现在所选取各温度下新冠病毒 RBD的均方根波动（RMSF）值都比SARS病毒低，构象分布更集中，说明新冠病毒 RBD结构更为稳定。此外，SARS病毒/新冠病毒 RBD与ACE2在不同温度下的结合强度也通过分子力学泊松-玻尔兹曼表面积（MM-PBSA）和溶剂化相互作用能（SIE）方法进行了评估，发现在任意所选取温度下新冠病毒RBD与ACE2的结合能力都比SARS病毒更强。随后对总结合自由能进行了残基分解，找到了RBD与ACE2结合过程中的热点残基（如右图所示），与2020年Nature报道的实验结果 (Lan et al., Nature, 2020) 高度吻合。最后还重点分析了导致SARS病毒和新冠病毒两者RBD与ACE2结合差异的关键残基，为后续相关药物设计提供了有益的指导和参考。（津云新闻记者段玮 天津日报记者姜凝 通讯员赵晖）