研究动态，两篇最新报道了解COVID-19的定量蛋白质组学+糖基化修饰组学研究

本文由景杰学术团队报道

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由SARS-CoV-2（2型严重急性呼吸综合征冠状病毒）引起的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）具有高传染性，已发展至全球大流行，住院患者的总死亡率在2.3％至11％之间。遗憾的是，目前尚无针对新型冠状病毒肺炎的有效治疗方法。随着疾病的进一步蔓延与扩散，全球对于病毒高效治疗方案的需求非常紧迫，深入了解病毒机理及致病性相关的生物途径变得非常关键。

今天为大家带来两篇关于COVID-19的最新蛋白质组学研究。来自四川大学华西医院科研团队、和德国歌德大学医学院科研团队分别发表了题为“Site-specific N-glycosylation Characterization of Recombinant SARS-CoV-2 Spike Proteins using High-Resolution Mass Spectrometry”与“SARS-CoV-2 infected host cell proteomics  revealpotential therapy targets” 的最新论文，应用了糖基化修饰组学、蛋白质组学等技术对SARS-CoV-2病毒展开研究，为冠状病毒的识别和对其传染机制的研究提供了重要的分子基础，也将为疫苗或药物的研发提供指导。

内容简介：

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）中的刺突蛋白（Spike蛋白）是一种高度糖基化的蛋白质，是病毒结合和进入宿主细胞的关键调节因子，也是研发抗体及相关药物的关键靶点。该蛋白的位点特异性N-糖基化修饰（包含糖基化位点以及糖链信息）分析对于了解其功能和药物研发具有重要意义。

在该研究中，四川大学华西医院科研团队利用整合糖蛋白质组学新方法，绘制了新冠病毒SARS-CoV-2重组表达蛋白的所有糖基化修饰位点以及位点特异性的N-糖链组成图谱，揭示出新冠病毒S蛋白每个位点的N-糖链组成的高度异质性，研究为冠状病毒的识别和对其传染机制的研究提供了重要的分子基础。

图1 糖基化修饰组学研究技术流程图

研究人员在S蛋白原聚体中鉴定出22个潜在的典型N-糖基化位点，其中18个同时存在SARS病毒（SARS-CoV）和新冠病毒（SARS-CoV-2）之中。相比之下，昆虫细胞表达的SARS-CoV-2的S蛋白含有38个N-聚糖，这些N-聚糖主要属于高甘露糖型N-聚糖，而人类细胞产生的蛋白则含有140个N-聚糖，大部分属于复合型。特别是，位于S蛋白结构暴露的受体结合区的两个N-糖基在人类细胞中显示出相对保守的N-聚糖组成。研究表明，通过分析N-糖基化的高度异质性可以进一步揭示其感染机制，也将促进疫苗和靶向药物的开发。

文章链接：

https://doi.org/10.1101/2020.03.28.013276

内容简介：

SARS-CoV-2与其他冠状病毒有相似之处，所以目前主要通过对已用于其他适应症的药物库进行高通量筛选，鉴定出临床上认可的药物来抑制高致病性冠状病毒的复制。利用蛋白质组学方法对受感染细胞进行分子检测，可以为确定与病毒致病性相关的途径以及潜在的药物靶点提供一种有效的策略。

在该文章中，研究人员人类首先分离得到SARS-CoV-2病毒并感染结肠癌细胞株Caco-2（样本策略），并通过mePROD蛋白质组学的方法，即联用新蛋白代谢标记（SILAC）和串联质量标签（TMT）两种标记方法（质谱策略），测定了SARS-CoV-2感染后不同时间的感染情况。

图3：蛋白质组学分析流程

不同时间点病毒蛋白的定量结果显示，从转染后6小时开始，病毒蛋白的合成总量及合成速率均随时间持续增加。研究同时确定了由SARS-CoV-2感染调节的宿主细胞通路，感染过程中细胞功能发生了重大调整，SARS-CoV-2重塑了宿主细胞翻译、剪接、碳代谢和核酸代谢等重要细胞代谢途径。抑制这些代谢途径可能抑制病毒复制，研究人员对以这些途径为靶点的小分子抑制剂通过细胞感染试验进行测试，进一步确定了可抑制病毒复制的潜在治疗药物。研究结果揭示了SARS-CoV-2的细胞感染情况，并鉴定出抑制病毒复制的药物，这些结果也将指导开发COVID-19的治疗方案。

图4. 代谢途径的重编程预示着治疗敏感度

文章链接：

DOI: 10.21203/rs.3.rs-17218/v1

今天介绍的两篇论文都是关于新型冠状病毒的最新研究，定量蛋白质组学是病毒机理研究的主要手段之一，可用于：（1）发现新的互作蛋白复合体；（2）解析病毒侵染前后宿主和病原体蛋白的表达和翻译后修饰变化；（3）解析侵染过程中的蛋白质动态时空分布变化等，尤其是翻译后修饰在病毒机理研究中更是有着独特优势。我们期待更多的深入研究结果，并藉此开发更有效的治疗和预防手段，彻底战胜病毒。

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