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JACS：廈大宋彥齡團(tuán)隊(duì)空間匹配模式中和策略用于新冠治療的研究進(jìn)展
來源：廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)生物學(xué)系 2022-07-14
導(dǎo)讀：近日，廈門大學(xué)化學(xué)生物系宋彥齡教授和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院楊洋研究員合作，在新冠中和適體治療領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以"Spatially Patterned Neutralizing Icosahedral DNA Nanocage for Efficient SARS-CoV-2 Blocking"為題，發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem .Soc. DOI：10.1021/jacs.2c02764）。
SARS-CoV-2病毒的全球傳播，極大的威脅著人類的生命健康，并影響著人們正常生活以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。SARS-CoV-2不斷出現(xiàn)的突變株易造成現(xiàn)有中和抗體和預(yù)防性疫苗的抑制逃逸。因此，需要發(fā)展多重、高效、廣普的預(yù)防和治療策略。前期課題組相繼發(fā)展了單價(jià)適體（Anal. Chem. 2020, 92, 14, 9895-9900），環(huán)狀二價(jià)適體（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 10266–10272）以及球形適體（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143 (51), 21541–21548）等策略。然而，盡管多價(jià)球形核酸適體較二價(jià)和單價(jià)適體有顯著提高的中和效果；但無序球形核酸適體缺乏拓?fù)渚珳?zhǔn)可控能力，難以精準(zhǔn)可控調(diào)節(jié)適體分布，易造成大量適體浪費(fèi)。結(jié)構(gòu)生物學(xué)家揭示了SARS-CoV-2 Spike蛋白的三聚體形式以及其在SARS-CoV-2顆粒上分布的隨機(jī)性，并提出三聚體的構(gòu)象變化將影響其侵染程度。因此，本研究采用正二十面體DNA折紙框架構(gòu)建具有精確空間位置的SARS-CoV-2中和適體（IDNA-30），形成拓?fù)涠辔稽c(diǎn)中和，阻斷Spike三聚體與宿主ACE2的相互作用。首先，IDNA-30的每個(gè)三角形平面由三個(gè)精確位置的適體組成，它們較好的匹配新冠病毒的Spike三聚體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而形成多價(jià)空間模式中和。其次，正二十面體作為具有最多正三角形面的正多邊形，可通過多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)和大小適中的尺寸，誘導(dǎo)病毒聚集，進(jìn)一步提高阻斷效率。再者，每條邊四個(gè)雙螺旋的設(shè)計(jì)使得剛性的IDNA-30不僅可以形成空間屏障，阻斷病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合，還可以鎖定Spike三聚體，限制其構(gòu)象轉(zhuǎn)化，從而進(jìn)一步抑制病毒膜融合。這種空間匹配的中和策略為組裝中和試劑以增強(qiáng)新冠病毒感染的抑制作用和對(duì)抗其他致病病毒提供了一個(gè)新的方向。該工作在廈門大學(xué)化學(xué)生物系宋彥齡教授和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院楊洋研究員的共同指導(dǎo)下完成。廈門大學(xué)化學(xué)生物系2021級(jí)博士生張佳露和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士生徐蕓蕓為論文的共同第一作者。真病毒相關(guān)實(shí)驗(yàn)由香港大學(xué)劉斯文博士后完成。香港大學(xué)李嘉誠醫(yī)學(xué)院陳鴻霖教授和廈門大學(xué)化學(xué)生物系楊朝勇教授為該研究提供了寶貴的意見。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2018YFA0902600)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(22022409、21735004、21874089、21977069)等資助。
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