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新冠病毒相关蛋白TMPRSS2结构与功能的生信分析及表达载体构建

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中国药理学通报 2022年第8期38卷 1218-1226页

作者：徐本锦李卓禧范蕾李璟严荣荣杜淼宣焱门杰陈晓聪汤文婷侯艳香宋彬妤杨娅男刘晓梁余骏骁刘玲山西医科大学汾阳学院医学检验系山西汾阳032200 山西医科大学汾阳学院基础医学部山西汾阳032200 山西医科大学汾阳学院山西省汾阳医院检验科山西汾阳032200 山西医科大学汾阳学院科技中心山西汾阳032200

目的人源TMPRSS2是一种跨膜丝氨酸蛋白酶,本文对该蛋白结构与功能进行系统生物信息学分析,优化密码子并构建原核表达载体,以探究其参与SARS-CoV-2侵染宿主细胞的分子机制。方法利用分子克隆技术构建重组表达载体pET-22b-TMPRSS2;采用Pro... 详细信息

目的人源TMPRSS2是一种跨膜丝氨酸蛋白酶,本文对该蛋白结构与功能进行系统生物信息学分析,优化密码子并构建原核表达载体,以探究其参与SARS-CoV-2侵染宿主细胞的分子机制。方法利用分子克隆技术构建重组表达载体pET-22b-TMPRSS2;采用Protparam、NetPhos3.1、Blast、Clustal X2和MEGA7.0等分析工具对TMPRSS2蛋白的同源性、功能位点、亚细胞定位、三维结构和进化特点等进行生信分析。结果原核表达质粒构建正确;TMPRSS2蛋白属于中等分子量蛋白,由492个氨基酸残基构成,理论等电点为8.12,分子消光系数为118145 L·mol^(-1)·cm^(-1),半衰期30 h;TMPRSS2有15个潜在的糖基化位点,49个可能的磷酸化位点,无信号序列,是一种跨膜的亲水性蛋白。此外,该蛋白有13个潜在的B细胞表位及7个T细胞表位。二级结构分析显示,Random coil在TMPRSS2蛋白中占比最高(0.4533),其次是Extended strand(0.2520)。序列对比和进化分析显示,与人源TMPRSS2序列一致性最高且亲缘关系最近的是Pan troglodytes,其次是Gorilla。结论人源TMPRSS2蛋白在进化上保守,功能重要。本研究结果有助于揭示TMPRSS2蛋白的结构和作用机理,为新冠肺炎的诊疗提供思路,加速了靶向TMPRSS2蛋白的新型药物研发进程。

关键词：新冠病毒 TMPRSS2 生信分析载体构建结构与功能进化分析

新冠病毒鼠适应株及其感染模型研究进展与展望

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中国科学基金 2022年第4期36卷 587-593页

作者：陈奇周超秦成峰军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所/病原微生物生物安全国家重点实验室

新型冠状病毒(以下简称“新冠病毒”)肺炎疫情(以下简称“疫情”)暴发以来在全球范围内持续传播，截至目前全球已经有超过4.5亿人感染，并已造成超过600万人死亡。小动物感染模型是疫苗、药物研发及致病机制研究不可或缺的工具。然而，... 详细信息

新型冠状病毒(以下简称“新冠病毒”)肺炎疫情(以下简称“疫情”)暴发以来在全球范围内持续传播，截至目前全球已经有超过4.5亿人感染，并已造成超过600万人死亡。小动物感染模型是疫苗、药物研发及致病机制研究不可或缺的工具。然而，疫情早期的新冠病毒分离株无法感染标准实验小鼠，因而无法直接利用新冠病毒自然分离株建立基于标准实验小鼠的感染模型。为突破这一瓶颈，我们采用在小鼠体内强制连续传代的策略对新冠病毒进行适应驯化，最终获得了对标准实验小鼠具有不同感染和致病能力的鼠适应株，并以此系统性地建立了可模拟新冠肺炎轻度至重度症状的小鼠感染模型。我们通过深度测序、亲和能力分析及蛋白晶体结构解析等方法进一步探究了新冠病毒鼠适应分子机制。新冠病毒鼠适应株及感染模型的建立有效助力了多种新冠疫苗、药物的研发及新冠病毒致病机制研究，为新冠疫情的防控做出了重要贡献。本文从新冠病毒适应株的驯化、鼠适应性的结构与生物学基础、感染模型的建立及应用等方面系统回顾研究成果并对新冠病毒鼠适应株相关研究进展作一简要综述。

关键词：新冠病毒小鼠适应株感染模型氨基酸突变位点

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新冠病毒环境传播与风险防范的若干重大问题

中国科学：地球科学 2022年第7期52卷 1243-1252页

作者：马瑾徐建赵晓丽霍守亮段小丽穆云松王颖魏源常江金小伟吴丰昌中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 中国人民大学环境学院北京100872 北京航空航天大学空间与环境学院北京102206 中国环境监测总站北京100012

新冠肺炎疫情是百年来全球发生的最严重的传染病大流行.对全人类的健康、生命安全及社会经济发展带来严重影响.值得注意的是,自地球进入“人类世”以来,人类活动成为地球系统演变的最主要驱动力.与此同时,全球性的重大人类传染病疫情频... 详细信息

新冠肺炎疫情是百年来全球发生的最严重的传染病大流行.对全人类的健康、生命安全及社会经济发展带来严重影响.值得注意的是,自地球进入“人类世”以来,人类活动成为地球系统演变的最主要驱动力.与此同时,全球性的重大人类传染病疫情频率不断增加,其中70%以上为人畜共患病.回顾人类历史上发生的若干重大疫情,会发现存在一个共同的规律,即生态环境变化对疫情的发生发展有着重要而深刻的影响.因此,生态环境对当前的新冠肺炎疫情影响及其作用机制就成为亟待回答的科学问题.文章从生态环境角度出发,系统梳理并提出了新冠病毒环境传播与风险防范的若干重大问题.主要包括从宏观的时间和空间尺度看待和理解生态环境破坏及全球变化对传染病暴发的影响、人畜共患病对人类健康的威胁、病毒在环境介质中扩散、迁移和变异规律,病毒从动物和环境介质向人传播的机理机制以及重大疫情的环境安全与次生风险防控等.在此基础上,对未来的重点研究方向及需要关注的问题提出了建议,以期为全球新冠肺炎疫情防控工作提供借鉴,提升应对重大突发公共卫生事件的能力.

关键词：新冠病毒环境传播风险防范人畜共患病生态安全

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新冠病毒N基因编码蛋白的生物信息学分析

中国病原生物学杂志 2022年第7期17卷 745-750,756页

作者：孔令启丁一屈艳琳济宁市第一人民医院小儿外科山东济宁272000 济宁医学院基础医学院济宁医学院形态学实验室

目的利用生物信息学方法分析预测新冠病毒N基因编码蛋白的结构及抗原表位,为研究新冠病毒靶向药物和疫苗提供理论依据。方法通过NCBI获得新冠病毒核衣壳蛋白的核苷酸序列和氨基酸序列,采用ORF Finder、Protparam、SOPMA、DTU Health Tec... 详细信息

目的利用生物信息学方法分析预测新冠病毒N基因编码蛋白的结构及抗原表位,为研究新冠病毒靶向药物和疫苗提供理论依据。方法通过NCBI获得新冠病毒核衣壳蛋白的核苷酸序列和氨基酸序列,采用ORF Finder、Protparam、SOPMA、DTU Health Tech、TMHMM-2.0、Conserved domains、Cell-PLoc 2.0、NetPhos 3.1 Servera、NetNGlyc、SWISS MODE、Immunomedicine Group、IEDB、SYFPEITHI、BLAST、Uniprot等生物信息学软件对新冠病毒N蛋白的开放阅读框、理化性质、亲疏水性、信号肽、跨膜区、结构域、亚细胞定位、磷酸化及糖基化位点、二级结构、三级结构、抗原决定簇、B细胞与T细胞抗原表位、蛋白同源性及相互作用蛋白进行预测分析。结果新冠病毒核衣壳蛋白是由419个氨基酸组成的亲水蛋白,分子式为C_(1970)H_(3137)N_(607)O_(629)S_(7),相对分子质量为45.625×10^(3),理论等电点为10.07,脂肪族氨基酸指数为52.93,平均亲水系数为-0.971;该蛋白二级结构以无规则卷曲居多占55.13%,无信号肽和跨膜区,存在57个磷酸化位点,5个糖基化位点。预测该蛋白有16个抗原决定簇,8个B细胞优势抗原表位,16个CTL细胞优势表位,13个Th细胞表位,与SARS-CoV同源性最高,主要与6种蛋白相互作用发挥功能。结论新冠病毒N基因编码蛋白含有多个B、T细胞优势抗原表位,与SARS-CoV同源性高,可为冠状病毒疫苗的研发提供和理论基础。

关键词：新冠病毒核衣壳蛋白生物信息学抗原表位

新冠病毒急性感染后自主神经功能障碍1例报道

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中华神经医学杂志 2024年第1期23卷 69-71页

作者：陈大伟李雨梦常欣欣潘蓓刘玮石进杜文津解放军空军特色医学中心神经内科北京100142

新型冠状病毒(简称新冠病毒)感染除累及呼吸道外,还可出现神经系统相关并发症。这些神经系统症状不仅发生在新冠病毒急性感染期,还可发生于新冠病毒急性感染后期(post-acute sequela of COVID-19,PASC)或慢性期,后者主要以自主神经功能... 详细信息

新型冠状病毒(简称新冠病毒)感染除累及呼吸道外,还可出现神经系统相关并发症。这些神经系统症状不仅发生在新冠病毒急性感染期,还可发生于新冠病毒急性感染后期(post-acute sequela of COVID-19,PASC)或慢性期,后者主要以自主神经功能障碍及直立不耐受为主要表现 [1,2,3,4,5,6]。本文回顾性分析解放军空军特色医学中心神经内科收治的1例新冠病毒感染后出现血管迷走晕厥和直立性心动过速综合征(postural orthostatic tachycardia syndrome,POTS)患者的临床表现和检查结果,以期为临床上对新冠病毒感染患者自主神经症状的评估和诊断提供参考。

关键词：新冠病毒直立性心动过速综合征血管迷走晕厥自主神经功能障碍

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新冠病毒DNA疫苗的研究现状及展望

免疫学杂志 2022年第8期38卷 726-732页

作者：刘畅邹全明李海波陆军军医大学药学与检验医学系微生物与生化药学教研室国家免疫生物制品工程技术研究中心重庆400038

全球新冠病毒的流行对社会生产和人民生活都带来了严重的不利影响。疫苗是控制新冠病毒传播的有力武器,其中DNA疫苗具有安全、高成本效益以及易于生产的特点,更重要的是其可以诱导机体产生免疫应答并阻断病毒感染。本文综述了已进入临... 详细信息

全球新冠病毒的流行对社会生产和人民生活都带来了严重的不利影响。疫苗是控制新冠病毒传播的有力武器,其中DNA疫苗具有安全、高成本效益以及易于生产的特点,更重要的是其可以诱导机体产生免疫应答并阻断病毒感染。本文综述了已进入临床试验以及在临床前研究的新冠病毒DNA疫苗,并对其作用特点以及保护效果进行了分析。

关键词：新冠病毒 DNA疫苗展望

新冠病毒核衣壳蛋白结构与功能的生物信息学分析及原核表达

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中国免疫学杂志 2022年第24期38卷 2963-2970,I0001,I0002页

作者：徐本锦范蕾杜淼宣焱李璟李卓禧陈晓聪吴惠文门杰刘玲杨娅男汤文婷寇妍祺余骏骁山西医科大学汾阳学院医学检验系汾阳032200 山西医科大学汾阳学院基础医学部汾阳032200 山西医科大学汾阳学院科技中心汾阳032200

目的:对SARS-CoV-2核衣壳(N)蛋白进行系统生物信息学分析和原核表达,阐明其功能和病毒RNA复制机制。方法:采用UniProt、NetPhos 3.1、IEDB和Blast等生物信息学软件对N蛋白的理化性质、蛋白互作网络、翻译后修饰、同源性及系统进化关系... 详细信息

目的:对SARS-CoV-2核衣壳(N)蛋白进行系统生物信息学分析和原核表达,阐明其功能和病毒RNA复制机制。方法:采用UniProt、NetPhos 3.1、IEDB和Blast等生物信息学软件对N蛋白的理化性质、蛋白互作网络、翻译后修饰、同源性及系统进化关系等生物学特性进行系统分析。构建原核表达质粒pET-22b-N并表达蛋白。结果:N蛋白是由419个氨基酸组成的碱性蛋白,分子量为45.62 kD,等电点为10.07,其N端有1个RNA结合结构域,C端有1个二聚体界面,有57个可能的磷酸化修饰和25个潜在糖基化修饰,15个T细胞抗原表位和11个线性B细胞抗原表位,无信号肽和跨膜螺旋,是一种亲水性蛋白。N蛋白中无规则卷曲占比最高(54.42%),其次为α-螺旋(22.20%)。与N蛋白序列一致性最高的是BtRs-β-冠状病毒/HuB2013和蝙蝠冠状病毒Rp/Shaanxi2011,进化分析显示SARS-CoV-2与蝙蝠非典型冠状病毒YNLF_31C聚为一支。原核表达后发现,细菌裂解液离心后的沉淀中有大量N蛋白表达,为后续蛋白纯化和结构分析提供了依据。结论:N蛋白在SARS冠状病毒和蝙蝠冠状病毒间高度保守,为SARS-CoV-2 N蛋白结构与功能研究提供了基础,为靶向N蛋白的抗病毒药物设计提供了依据。

关键词：新冠病毒核衣壳蛋白生物信息学分析载体构建原核表达

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新冠病毒感染者肠道菌群多样性变化及其机制

中华医院感染学杂志 2023年第14期33卷 2224-2228页

作者：武子琪刘勇徐永妮李烈聪齐家辰韩佩君空军军医大学基础医学院学员六大队陕西西安710032 空军军医大学航空航天医学系航空航天卫生学教研室陕西西安710032 空军军医大学西京医院第九八六医院检验病理科陕西西安710032 空军94622部队卫生队福建泉州362100 空军都江堰特勤疗养中心检验科四川成都611800

新冠病毒感染(COVID-19)已成为全球主要公共卫生问题之一,临床统计结果表明COVID-19患者表现有严重消化道症状和肠道微生物结构紊乱。严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)感染后可引起患者肠道菌群网络结构重建,以及肠道菌群多样... 详细信息

新冠病毒感染(COVID-19)已成为全球主要公共卫生问题之一,临床统计结果表明COVID-19患者表现有严重消化道症状和肠道微生物结构紊乱。严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)感染后可引起患者肠道菌群网络结构重建,以及肠道菌群多样性的改变,其中中度和重度患者肠道微生物群厚壁菌门/拟杆菌比率较低。肠道中血管紧张素转换酶2(ACE2)不仅可作为SARS-CoV-2入胞受体,还可通过维持氨基酸稳态、抗菌肽表达和肠道菌群微生态发挥抑制肠道炎症的作用。在SARS-CoV-2感染后ACE2保护功能丧失,进而可引起肠道菌群失调,改变肠道屏障通透性,最终导致局部和全身免疫启动失活。目前对于潜在的基于肠道微生物的COVID-19疗法中,益生菌治疗已在恢复肠道微生物稳态中表现出作用优势,将来可为COVID-19的预防和治疗提供新的思路和帮助。

关键词：新冠病毒新冠病毒感染肠道微生物消化系统症状致病机制血管紧张素转换酶2 益生菌

新冠病毒蛋白及其细胞受体ACE2翻译后修饰的质谱分析

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质谱学报 2021年第5期42卷 563-584,I0001页

作者：钟力朱林蔡宗苇环境与生物分析国家重点实验室(香港浸会大学) 香港特别行政区999077

新冠肺炎(COVID-19)在全世界范围内造成了巨大的健康危机和不可估量的损失。新出现的变种病毒株表明,新冠病毒(SARS-CoV-2)可能会像流感病毒一样在人类社会中继续流行,成为一种长久的健康威胁。控制新冠病毒的传染和开发有效的治疗方法... 详细信息

新冠肺炎(COVID-19)在全世界范围内造成了巨大的健康危机和不可估量的损失。新出现的变种病毒株表明,新冠病毒(SARS-CoV-2)可能会像流感病毒一样在人类社会中继续流行,成为一种长久的健康威胁。控制新冠病毒的传染和开发有效的治疗方法迫在眉睫。因此,找到合适的生物标志物以表明病理和生理状态是当务之急。蛋白质是生命功能的执行者,其丰度和修饰状态可以直接反映免疫状态。蛋白质的糖基化和磷酸化等翻译后修饰对调节蛋白质的功能有很大影响。在SARS病毒、寨卡病毒、流感病毒的研究中,蛋白质的翻译后修饰被证明是可靠的生物标志物。近年来,基于质谱技术的蛋白质组学研究有了很大的进展。通过对基于质谱的生物标志物研究策略的回顾,特别是对蛋白质翻译后修饰的研究,对于人类早日战胜新冠疫情具有重要意义。本文总结了目前基于质谱对新冠病毒蛋白翻译后修饰的研究报道,特别是对糖基化及磷酸化的研究进展,并展望了质谱分析在新冠病毒翻译后修饰研究的挑战及前景。

关键词：新冠病毒生物标志物糖基化磷酸化蛋白组质谱