拳打SARS,脚踢新冠——目前最广谱的冠状病毒抗体的故事
拳打SARS
脚踢新冠
—— 目前最广谱的冠状病毒抗体的故事
大家好,我是一个抗体,编号CR3022,今年17岁。本来大家都忘记我了,但是由于最近新冠病毒的爆发,大家又把我拉回来做了很多实验,发现我的一些超能力,想想可以帮大家一点忙,顺便说说我的故事。
17年前, 在一个感染了SARS病人的体内,我和我的抗体兄弟姐妹们并肩作战,终于把坏人赶跑了。后来科学家们用噬菌体展示技术把我克隆了出来。和我一起诞生的还有一个哥哥叫CR3014,它是从天然抗体库筛选出来的。我和它攻击的阵地都是SARS坏人的S蛋白的受体结合区域(RBD)。SARS坏人有很多突变体亲戚,虽然我哥哥可以把SARS打的更惨,但是我可以打得过哥哥打不过的SARS突变体。我们两个在一起,兄弟齐心,其利断金,可以把SARS家族打得更惨,科学家管这个叫协同作用。
我(CR3022)可以打败所有的已知的SARS的突变体[1]。
17年过去了,SARS的远方亲戚(SARS姑姑的舅舅的表哥的堂弟的外甥的女婿),人类叫它新型冠状病毒,也叫SARS-CoV-2,他们都自带皇冠,人类都很怕它。它和以前的SARS很像,科学家觉得可以打得过SARS坏人的说不定可以打得过新坏人,于是把族群里的人(S230、80R等)都拉出来试了一下。但是他们没一个能打的,全部阵亡了。
我的族群里的人打得过SARS坏人(上面三幅图),但是都打不过新冠坏人(下面三幅图)——将抗体固化在ForteBio的抗人抗体传感器上,与S蛋白进行结合解离 [2]
不过有一些科学家想到了我和我的哥哥,就拿我试了试,和我的那些兄弟姐妹们不同,我可以识别新坏人与之一战!我哥哥CR3014就没有那么幸运了….
将新冠病毒S蛋白固化在SA传感器上,与我(CR3022)和哥哥CR3014进行结合解离(Fortebio OCTET RED96),发现我能够强结合S蛋白,而CR3014无结合[3]
为了对付新坏人,有科学家还帮我找了另一个兄弟鼠源抗体420CD,它可以和我击中新坏人同样的部位。好像还比我厉害一点,因为科学家说它亲和力高一点。
我兄弟(240CD) 的亲和力比我(CR3022)略高(上两图),我们两个结合S蛋白部位一致(下两图),ForteBio RED96[4]
听说这个新型冠状病毒还有很多亲戚,有说从蝙蝠里来的,有说从穿山甲来的。所以,科学家让我打敌人的这些亲戚,发现我好厉害,都可以打,瞬间觉得我燃爆了,我可以打十个!不过我的新兄弟240CD又阵亡了…
我(CR3022)可以结合和新冠病毒相似的蝙蝠来源的两株冠状病毒,而我新兄弟(240CD)只能结合Rs4231,结合能力也没我强[4]
正所谓“人怕出名”,有两波科学家盯上我了,把我当外星人一样研究,想知道我到底可以打中哪个部位呢?在我和坏人打斗的时候,科学家对我做了X光扫描,发现我可以击中坏人的S-RBD的377-386氨基酸残基片段。这个地方在新坏人亲戚中都有,科学家说这叫“非常保守”。另外,科学家发现新坏人的这个部位只有张开的时候能打中,不张开就打不到了。
蓝色部分是CR3022与S蛋白结合的区域
科学家们把那个打中的部位最核心的位置(384位点氨基酸残基)遮蔽了,我就打不中这个坏人了。他们说我打的这个部位非常重要,可以用来研发疫苗和药物啥的。
把384位点突变后,CR3022无法结合S蛋白(ForteBio red96)[4]
但是有几波科学家告诉我,我其实没有击中要害,并不能阻止ACE2与S蛋白的结合。
固化S蛋白,依次检测ACE2和CR3022,发现C3022还可以结合,说明两者不竞争(BLI法,ForteBio RED96)[3]
并且,虽然我打得过新坏人,但是我在体外打不死它,科学家把前后者分别叫做体外结合和体外中和活性。
我(CR3022)只对SARS有中和活性,而对新冠没有[5]
和SARS坏人一样,新坏人也会有很多突变体亲戚,无论他们怎么变,我都可以找到他们!我的这种超能力科学家叫做广谱性,也是目前广谱性最厉害的一个抗体。另外虽然我在体外打不死坏人,但是说不定我在体内可以打死它,这些可能性已经在族群里其他人身上证明了。不仅如此,我还可以和其他兄弟形成协同作用,共同对抗新坏人。这个坏人很厉害,不能单独靠我自己。不管怎么样,魔高一尺,道高一丈,坏人总是会被消灭的,我相信科学家会制造出我的各种兄弟姐们,把新坏人往死里打,让我们等待那一天的到来吧!
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参考资料:
1. Human monoclonal antibody combination against SARS coronavirus: Synergy and coverage of escape mutants.PLoS Med 3(7):e237. DOI: 10.1371/journal.pmed.0030237
2. D. Wrapp et al., Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science 10.1126/science.abb2507 (2020).
3. X. Tian et al., Potent binding of 2019 novel coronavirus spike protein by a SARS coronavirus-specific human monoclonal antibody. Emerg Microbes Infect 9, 382-385 (2020).
4. M. Joyce et al,. A Cryptic Site of Vulnerability on the Receptor Binding Domain of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein. doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.15.992883
5. M. Yuan et al., A highly conserved cryptic epitope in the receptor-binding domains of SARS-CoV-2 and SARS-CoV. doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.13.991570