Science Advances：SARS-CoV-2病毒是如何变成球形的

在SARS-CoV-2中，膜蛋白或M蛋白是最丰富的小蛋白质，在病毒获得球形结构的过程中起着至关重要的作用。尽管如此，这种蛋白质的特性还没有被很好地理解。加州大学河滨分校的一个研究小组设计了一种新方法来制造大量的M蛋白，并描述了这种蛋白质与病毒膜的物理相互作用。

　　

几个世纪以来，冠状病毒引发了健康危机和经济挑战，传播COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2就是最近的一个例子。在SARS-CoV-2中，膜蛋白或M蛋白是最丰富的小蛋白质，在病毒获得球形结构的过程中起着至关重要的作用。尽管如此，这种蛋白质的特性还没有被很好地理解。

由加州大学河滨分校的一位物理学家领导的一个研究小组设计了一种新方法来制造大量的M蛋白，并描述了蛋白质与病毒膜(即包膜或“皮肤”)的物理相互作用。该团队的理论模型和模拟显示了这些相互作用如何可能导致病毒自我组装。

研究人员在今天发表在《科学进展》上的论文中报告说，当SARS-CoV-2上与刺突蛋白相邻的M蛋白卡在膜上时，它会通过局部减少膜厚度来诱导膜弯曲。这种曲率的诱导导致了SARS-CoV-2的球形。

“如果我们能更好地了解病毒是如何自我组装的，那么，原则上，我们就能想出办法来阻止这一过程，控制病毒的传播，”该研究项目的负责人、物理学和天文学助理教授Thomas E. Kuhlman说。“M蛋白之前一直抵制任何形式的表征，因为它很难制造。”

库尔曼和他的同事们克服了这一困难，他们利用大肠杆菌作为大量制造M蛋白的“工厂”。库尔曼解释说，尽管大肠杆菌可以产生大量的M蛋白，但这些蛋白往往会在大肠杆菌细胞中聚集在一起，最终杀死它们。为了规避这一挑战，研究人员诱导大肠杆菌细胞与M蛋白一起产生蛋白质小泛素相关修饰物(Small Ubiquitin-related Modifier，简称SUMO)。

“在我们的实验中，当大肠杆菌产生M蛋白时，它同时也产生了SUMO，”库尔曼说。“M蛋白与SUMO蛋白融合，从而防止M蛋白相互粘附。SUMO蛋白相对容易通过另一种简单地将其切断的蛋白质去除。因此M蛋白被纯化并从SUMO中分离出来。”

这项工作为驱动SARS-CoV-2病毒组装的机制提供了基本的见解。

“由于M蛋白也是其他冠状病毒的一个组成部分，我们的研究结果提供了有用的见解，可以增强我们的理解，并有可能干预SARS-CoV-2病毒以及其他致病性冠状病毒的病毒形成。”

接下来，研究人员计划研究M蛋白与其他SARS-CoV-2蛋白的相互作用，以潜在地破坏这些与药物的相互作用。

这项研究得到了加州大学总统办公室的资助，旨在研究COVID-19病毒如何自我组装。