현재 역학 데이터에 따르면 SARS-CoV-2는 전 세계 200개 이상의 국가에 존재하며 전 세계적으로 약 1억 1,300만 명이 COVID-19에 감염되었으며(2021년 2월) 이 중 250만 명이 없습니다. 사망 한.
SARS-CoV-2는 주로 호흡기에 영향을 미치는 바이러스로 기침, 감기, 발열 및 심한 경우 호흡 곤란과 같은 증상을 유발합니다. 그러나 때로는 전신 염증을 유발하여 패혈증, 심부전 및 다기관 기능 장애를 유발할 수도 있습니다.
SARS-CoV-2 감염은 60세 이상의 사람, 만성 질환(예: 당뇨병, 관상동맥 질환)이 있는 사람 및 면역 체계 억제제(예: 화학 요법, 면역억제제)로 치료 중인 사람에게 특히 위험합니다.
이 기사는 SARS-CoV-2의 구조, 게놈 및 단백질을 분석하고 바이러스의 발병 기전과 관련된 기본 정보를 제공하는 것을 목표로 합니다.
추가 정보: SARS-CoV-2: 첫 번째 증상을 인식하는 방법 및 해야 할 일 , SARS-CoV-2는 pericapsid(또는 봉투).
페리캡시드는 일부 바이러스의 캡시드 주위에 배치된 일종의 외피입니다. 인지질과 당단백질로 구성되어 있습니다.
SARS-CoV-2는 9,860개의 아미노산을 암호화하는 29,881개의 질소 염기의 게놈을 가지고 있습니다.
이 게놈은 구조 단백질에 대한 유전자와 비구조 단백질에 대한 유전자로 나뉩니다.
구조 단백질 유전자는 스파이크 단백질(S로 약칭됨), 페리캡시드 단백질(E로 약어, 엔벨로프에서), 막 단백질(M로 약어) 및 뉴클레오캡시드 단백질(N로 약어)을 인코딩합니다.
이름에서 알 수 있듯이 구조 단백질이 결합하여 SARS-CoV-2의 구조를 형성합니다.
반면에 비구조 단백질의 유전자는 3-키모트립신과 유사한 프로테아제, 파파인과 유사한 프로테아제 또는 복제 과정을 조절하고 지시하는 기능을 하는 RNA 의존성 RNA 중합효소와 같은 단백질을 암호화합니다. 바이러스 조립.
아래는 단백질 S에 초점을 맞춘 개별 구조 단백질과 비구조 단백질에 대한 설명입니다.
당신은 알고 계십니까 ...
SARS-CoV-2는 SARS-CoV(SARS에 대한 책임) 및 MERS-CoV(중동 호흡기 증후군에 대한 책임) 코로나바이러스와 게놈의 약 82%를 공유합니다.
더 알아보기: 코로나바이러스: 그것들은 무엇입니까? 왕관의 출현(따라서 "코로나바이러스"라는 용어).
스파이크 단백질의 무게는 180-200kDa(kiloDalton으로 읽음)이며 1,273개의 아미노산으로 구성되어 있습니다.
스파이크는 S1 서브유닛(14-685) 및 S2 서브유닛(686-1.273)이라고 하는 두 가지 주요 아미노산 구성요소로 구성됩니다.
- S1 소단위는 RBD(영어 약어: "수용체 결합 도메인", 즉 수용체 결합 도메인), 이는 바이러스를 숙주(즉, 인간)의 세포에 결합시키는 데 필수적이다.
- 반면에 S2 소단위는 아미노산 서열(융합 펩타이드, HR1, HR2, 막횡단 도메인 및 세포질 도메인)의 부위이며, 최종 기능은 융합 및 바이러스의 숙주 세포 내로의 진입을 촉진하는 것입니다.
원래 상태(즉, 바이러스가 누구에게도 감염되지 않을 때)에서 스파이크 단백질은 비활성 전구체 형태입니다. 그러나 바이러스가 감염될 수 있는 잠재적 유기체를 만나면 즉시 활성 형태로 전환합니다. 표적 세포의 프로테아제는 활성화 과정을 촉발합니다(따라서 이를 활성화하는 것은 숙주 자체입니다!). 스파이크 및 S1 및 S2 소단위를 형성합니다.
SARS-CoV-2 스파이크 단백질의 작동 원리
SARS-CoV-2 스파이크 단백질의 기능은 복잡합니다. 문제의 기사는 독자가 이해할 수 있도록 최대한 단순화하는 것을 목표로 합니다.
스파이크 단백질은 숙주 감염 과정을 시작하는 데 필수적입니다. 즉, 신종 코로나바이러스가 COVID-19로 알려진 감염을 일으키는 데 사용하는 무기입니다.
스파이크 기반 감염 프로세스는 두 단계로 나눌 수 있습니다.
- 숙주 세포에 대한 결합. 바이러스가 공격하고 감염될 유기체의 세포에 결합하는 단계입니다.
- 바이러스 막(본질적으로 바이러스의)과 숙주 세포 막의 융합. 바이러스가 공격받은 유기체의 세포에 들어가 게놈을 퍼뜨리는 단계입니다.
숙주 세포에 결합
스파이크 단백질은 S1 서브유닛의 RBD 서열을 통해 숙주 세포에 결합한다.
과학적 연구에 따르면 RBD 서열은 "세포 자체의 원형질막 표면에 위치한 ACE2 수용체와의 상호작용을 통해 숙주 세포에 결합합니다.
ACE2는 효소이며 안지오텐신 1-9를 전환하는 단백질인 ACE와 상동합니다.
인간에서 ACE2는 주로 폐, 장, 심장 및 신장과 같은 장기 세포의 원형질막 표면에서 발견됩니다.
S1 소단위가 ACE2에 결합되면 S 단백질은 형태를 바꾸기 시작합니다. 이 사건은 융합 단계와 바이러스의 숙주 세포로의 진입을 선호하는 역할을 합니다.
ACE2에 대한 결합과 그에 따른 구조적 변화는 SARS-CoV-2에 대한 백신의 실현과 숙주에 의해 실행되는 항원성 및 면역 반응의 메커니즘을 이해하기 위한 두 가지 기본적인 측면입니다.
그러나 고려해야 할 문제가 있습니다: S1 서브유닛, 특히 RBD 서열의 돌연변이는 구조적 변화가 진행되는 방식을 변경할 수 있습니다. 주제에 대한 자세한 내용은 SARS-CoV-2의 변종 전용 기사를 읽는 것이 좋습니다.
숙주 세포 융합
스파이크 단백질은 S2 소단위체의 아미노산 서열을 통해 바이러스를 숙주 세포에 융합시킨다.
바이러스 융합 과정은 RBD와 숙주 ACE2 수용체 사이의 결합에 의해 유도된 단백질 S의 구조적 변화의 물결에서 발생합니다. 스파이크 구조의 변화는 실제로 바이러스 막을 숙주 세포의 원형질막에 더 가깝게 만듭니다. , 상호 작용, 막 사이의 융합, 그리고 마지막으로 감염 바이러스의 통합에 이르기까지.
바이러스 게놈이 숙주 세포 내부에 있으면 바이러스는 복제를 시작하고 감염 과정이 완료된 것으로 간주될 수 있습니다.
추가 정보: 스파이크 단백질 돌연변이: SARS-CoV-2 변이체 핵산(DNA 또는 RNA)이 캡시드(capsid)라고 하는 단백질 캡슐에 싸여 있는 성숙.이와 관련하여 연구에 따르면 SARS-CoV-2 단백질 E는 비로포린이며, 일단 숙주 세포에 들어가면 골지체 및 소포체의 막에 국한되어 조립 및 방출을 촉진합니다. 비리온의.
바이로포린은 숙주 세포 내에서 막 채널 역할을 하는 바이러스 단백질입니다.
SARS-CoV-2 단백질 E는 SARS-CoV와 매우 유사하지만 MERS-CoV와 몇 가지 차이점이 있습니다.
프로테아제라고 불리는 바이러스성, 바이러스에 의해 초기에 생성됨; 이 프로테아제는 단일 비구조 단백질을 생성하기 위해 정확한 지점에서 다단백질을 "절단"합니다.
다단백질 전략(더 작은 단백질이 파생됨)은 바이러스에서 매우 일반적입니다.
절단 작업 전에 다단백질에 여전히 포함된 단백질이 비활성, 비기능적이라는 점을 지적하는 것은 흥미롭습니다. 이 단백질은 프로테아제의 개입 및 주요 아미노산 사슬에 대한 절단 후에만 기능이 됩니다.
SARS-CoV-2 비구조 단백질의 주요 기능은 바이러스 RNA의 전사 및 복제를 처리하는 것입니다.
그러나 이러한 단백질은 바이러스 발병에도 관여한다는 점에 유의해야 합니다.
SARS-CoV-2 프로테아제
SARS-CoV-2의 기본이 되는 두 가지 비구조 단백질은 의심할 여지 없이 다단백질을 "절단"하고 바이러스 RNA의 전사 및 복제에 유용한 단백질을 형성하는 프로테아제입니다.
이러한 프로테아제는 3-키모트립신 유사 프로테아제(3CLpro로 약칭) 및 파파인 유사 프로테아제(PLpro로 약칭)로 알려져 있습니다.
그들이 생성한 단백질이 숙주에서 감염을 퍼뜨리는 역할을 한다는 점을 고려할 때 문제의 프로테아제는 흥미로운 약리학적 표적을 나타냅니다.
RNA RNA 의존성 중합효소
RNA 의존성 RNA 중합효소는 새로운 비리온으로 향하는 바이러스 게놈 복제에 필수적인 SARS-CoV-2의 비구조적 단백질이다.
이 비구조적 단백질은 또한 매력적인 약리학적 표적을 나타낼 것입니다.
숙주의 게놈을 RNA로 번역하고 동일한 유전 물질의 복제와 새로운 비리온의 조립에 필요한 단백질을 생성하기 위해 이를 이용합니다.위의 내용을 바탕으로 바이러스 RNA의 전사 및 복제에서 핵심적인 역할은 비구조 단백질에 속합니다.
바이러스 게놈의 전사 및 복제로 SARS-CoV-2가 숙주에 퍼지기 시작하여 실제 감염병을 유발합니다.
이 단계에서 바이러스는 세포사멸 활성(즉, 세포를 죽임)과 면역 매개 기전으로 숙주 유기체에 작용합니다.
세포 사멸 활성에 관한 한, 증거는 SARS-CoV-2가 세포 사멸(세포 사멸) 및 세포 용해를 유도한다는 것을 시사하며, 보다 구체적으로 바이러스가 감염된 세포 내에서 융합체를 생성하고 세포 파열을 유발하는 것으로 나타났습니다. , 복제 후.
면역 매개 기전과 관련하여 연구에 따르면 SARS-CoV-2는 선천 면역 체계와 후천 면역 체계(항체 및 T 림프구)를 모두 포함합니다.
SARS-CoV-2가 SARS 코로나바이러스보다 더 전염성이 강한 이유는 무엇입니까?
SARS를 유발하는 코로나바이러스인 SARS-CoV도 호흡기 세포에 존재하는 RBD와 ACE2 수용체 간의 상호작용을 이용하여 숙주 세포를 침범합니다.
그러나 이러한 유형의 결합과 SARS-CoV-2에 의해 배치된 결합 사이에는 중요한 차이점이 있습니다. , 결과적으로 숙주 세포의 침입 과정에서 훨씬 더 효과적입니다.
이와 관련하여 과학적 연구에 따르면 위에서 설명한 상호작용의 차이는 SARS-CoV의 RBD와 SARS-CoV-2의 RBD 사이의 아미노산 구성이 다르기 때문입니다. 특히 중요한 차이점이 있는 두 개의 아미노산 영역이 있습니다.
이러한 친화도의 차이는 다음과 같은 여러 측면을 설명합니다.
- SARS-CoV-2가 SARS-CoV보다 R0가 높은 이유.
- SARS-CoV RBD 염기서열을 표적으로 삼아 효과가 있는 것으로 나타난 약물과 백신이 SARS-CoV-2에 적합하지 않은 이유.
R0은 무엇입니까?
"기본 생식 수"라고도 알려진 R0는 완전히 감수성인 집단(즉, 새로운 출현 병원체와 접촉하지 않은 경우)에서 각 감염된 개인에 의해 생성된 2차 감염의 평균 수를 나타냅니다.
이 매개변수는 전염병의 잠재적인 전염성을 측정합니다.
전염증성 사이토카인은 면역계의 특정 세포의 활동에서 발생합니다.
정상적인 조건에서 그들은 면역 반응, 염증 및 조혈을 조절하는 역할을 합니다.
또한, 임상 데이터 및 기타 연구에 따르면 심각한 SARS-CoV-2 감염이 있을 때 볼 수 있는 전염증성 사이토카인의 과잉 생산이 다른 장기(예: 심장)로 퍼져 기능 장애를 일으키고 응고에 영향을 줄 수 있습니다. 혈전 형성을 유도하는 과정.
SARS-CoV-2가 전염증성 사이토카인의 광범위한 과잉 생산을 유발할 때 전문가들은 이 현상을 "사이토카인 폭풍 증후군"이라고 부릅니다.
-cos-cause-e-trattamento.jpg)
