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《武汉爆发的新型冠状病毒的进化及其对人类传播风险的刺突蛋白的建模》

  • 来源专题：新发突发疾病（新型冠状病毒肺炎）
  • 编译者： 蒋君
  • 发布时间：2020-02-04

  • 武汉新型冠状病毒的进化来源和spike蛋白在病毒人间传染中的分子作用通路，该论文分析阐述了引起近期武汉地区肺炎疫情爆发的新型冠状病毒的进化来源，及与导致2002年广东“非典”疫情的SARS冠状病毒、“中东呼吸综合征”MERS冠状病毒的遗传进化关系，并通过对武汉的新型冠状病毒spike-蛋白的结构模拟计算，揭示了武汉新型冠状病毒spike-与人ACE2蛋白作用并介导传染人的分子作用通路。该成果评估了武汉新型冠状病毒的潜在人间传染力，为尽快确认传染源和传播途径、制定高效的防控策略提供了科学理论依据。

  • 原文来源：http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCLS/doi/10.1007/s11427-020-1637-5?slug=fulltext
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    • 来源专题：新发突发疾病（新型冠状病毒肺炎）
    • 编译者：蒋君
    • 发布时间：2020-04-22
    • 背景：冠状病毒可以越过物种屏障并感染患有严重呼吸道综合症的人类。具有蝙蝠潜在起源的SARS-CoV-2在中国仍在流行。在这项研究中，提出了一种预测模型，以评估非人源冠状病毒的感染风险，以进行预警。方法：于2020年1月29日从中国国家基因组学数据中心的2019年新型冠状病毒资源（2019nCoVR）数据库中收集了2666种冠状病毒的刺突蛋白序列。总共507例人源病毒被视为阳性样本，而2159例非人源病毒被视为阳性样本。人源病毒被视为阴性。为了捕获刺突蛋白的关键信息，使用了三种特征编码算法（氨基酸组成，AAC；基于并行相关的伪氨基酸组成，PC-PseAAC和G间隙二肽组成，GGAP）来训练41个随机森林模型。通过多维缩放方法确定了具有最佳性能的最佳功能，该方法用于探索人类冠状病毒的模式。结果：10倍交叉验证结果表明，使用GGAP（g = 3）功能可达到良好的性能。该预测模型的最大ACC为98.18％，而Matthews相关系数（MCC）为0.9638。发现了七个人类冠状病毒簇（229E，NL63，OC43，HKU1，MERS-CoV，SARS-CoV和SARS-CoV-2）。 SARS-CoV-2的簇与SARS-CoV的簇非常接近，这表明这两种病毒具有相同的人类受体（血管紧张素转换酶II）。距离曲线上的大缺口表明，SARS-CoV-2的起源尚不清楚，应该在野外连续进行进一步的监视。 SARS-CoV的平滑距离曲线表明，它的近亲在自然界中仍然存在，公共健康仍然像往常一样受到挑战。结论：最佳特征（GGAP，g = 3）在预测感染风险方面表现良好，可用于以简单，快速和大规模的方式探索进化动态。该研究对于现场监测冠状病毒的基因组突变可能是有益的。
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  • 《新发现的beta冠状病毒，2019新型冠状病毒（2019 nCoV）蛋白质同源性建模指南》
    • 来源专题：实验室生物安全
    • 编译者：张虎
    • 发布时间：2020-04-07
    • 在武汉爆发包括非典型肺炎在内的呼吸系统疾病期间，患者中发现了以前未知的β-冠状病毒。新发现的冠状病毒类似于蝙蝠中发现的某些β-冠状病毒，但不同于先前已知的SARS-CoV和MERS-CoV。发现2019-nCoV和SARS-CoV之间存在高度序列同一性和相似性。在这项工作中，我们搜索了2019-nCoV所有非结构和结构蛋白的同源模板。在非结构蛋白中，前导蛋白（nsp1），木瓜蛋白酶样蛋白酶（nsp3），nsp4、3C样蛋白酶（nsp5），nsp7，nsp8，nsp9，nsp10，RNA定向RNA聚合酶（nsp12），解旋酶（nsp13），鸟嘌呤N7甲基转移酶（nsp14），尿嘧啶特异性内切核糖核酸酶（nsp15），2' -O-甲基转移酶（nsp16）和ORF7a蛋白可以在同源模板的基础上构建。在结构蛋白中，可以基于来自SARS-CoV的蛋白的晶体结构构建刺突蛋白（S蛋白），包膜蛋白（E蛋白）和核衣壳蛋白（N蛋白）。已知PL-Pro，3CL-Pro和RdRp是针对2019-nCoV设计抗病毒药物的重要目标。而且S蛋白是针对2019-nCoV抑制剂筛选或疫苗设计的关键靶标候选物，因为冠状病毒复制是由S蛋白与细胞表面受体结合而引发的。相信这些蛋白质应可用于进一步的基于结构的虚拟筛选以及相关的计算机辅助药物开发和疫苗设计。
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