抗擊新冠肺炎病毒引起的全球性大流行病是當前人類(lèi)面臨的最大挑戰之一，利用高場(chǎng)核磁共振波譜技術(shù)研究新冠肺炎病毒RNA和蛋白質(zhì)結構、動(dòng)力學(xué)、功能和結合具有重要意義。布魯克全球應用總監Rainer Kuemmerle博士表示：只有核磁共振波譜才能在接近生理條件下獲得結構、功能和結合信息。我們可以收集有關(guān)配體結合位置、親和力和動(dòng)力學(xué)的有價(jià)值的見(jiàn)解，研究人員可以讓RNA或蛋白質(zhì)結合位點(diǎn)發(fā)生的構象變化可視化，以便更好地了解潛在的小分子抑制劑功效。
用于高分辨核磁共振研究的目標蛋白質(zhì)通常需要進(jìn)行13C和15N同位素標記。為提高檢測靈敏度，對于大分子量蛋白質(zhì)還需要特殊選擇性同位素甲基標記和2H標記。2H、13C和15N同位素標記是研究蛋白質(zhì)相互作用、動(dòng)力學(xué)與空間結構的主要途徑。下面兩篇文章中用于核磁共振分析的目標蛋白，均是在使用｛13C葡萄糖D-GLUCOSE(U-13C6,99%)，15N氯化銨AMMONIUM CHLORIDE (15N, 99%)｝作為唯一碳源和氮源配制的培養基中獲得。
2022年10月27日，北京協(xié)和醫院張抒揚課題組聯(lián)合清華大學(xué)生命學(xué)院薛毅課題組以及中國科學(xué)院上海藥物研究所徐華強課題組，該研究團隊分別解析了SARS-CoV-2 N蛋白的NTD和CTD的晶體結構，同時(shí)首次解析了NTD與RNA復合物（NTD-RNA）的晶體結構。同時(shí)，研究團隊還通過(guò)藥物篩選，發(fā)現第三代抗生素頭孢曲松鈉（ceftriaxone sodium），是一種能夠同時(shí)與NTD和CTD結合的小分子化合物。通過(guò)進(jìn)一步的核磁共振實(shí)驗，得到NTD與頭孢曲松鈉關(guān)鍵的結合位點(diǎn)，并通過(guò)分子對接獲得了復合物模型，與NTD-RNA復合物的結構相比，發(fā)現二者與NTD的結合位點(diǎn)是相似的。所以，頭孢曲松鈉通過(guò)阻斷RNA與NTD的結合，抑制RNP的形成，從而阻斷SARS-CoV-2病毒的生活周期。該項工作為研究SARS-CoV-2中RNP形成的分子機制提供了基礎，也為靶向N蛋白的抗病毒藥物設計的后續研究提供新的見(jiàn)解。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《Science Bulletin》上。
2022年1月19日，來(lái)自法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學(xué)的研究團隊，在國際期刊《science advances》上發(fā)表題為“The intrinsically disordered SARS-CoV-2 nucleoprotein in dynamic complex with its viral partner nsp3a”的研究論文。
研究人員使用溶液態(tài)NMR，結合等溫滴定量熱法（ITC）和小角度x射線(xiàn)散射（SAXS）來(lái)描述N與SARS-CoV-2中nsp3a的相互作用。證明了這種相互作用是由無(wú)序的N3結構域介導的，它通過(guò)涉及兩個(gè)不同線(xiàn)性基序的二分相互作用折疊在Ubl1的表面上。這兩種蛋白質(zhì)形成了一個(gè)高親和力復合物，該復合物涉及一個(gè)疏水螺旋，該螺旋對接到Ubl1上的疏水槽中，以及N4附近的第二個(gè)相互作用位點(diǎn)。兩個(gè)結合位點(diǎn)之間的鏈和N3的其余部分在復合物中保持柔性，結構域N1、N2、N4和N5以及SR區域不直接參與相互作用。然而，N3包裹在Ubl1周?chē)鷮е赂叨热嵝缘腘蛋白被大量壓縮，這表明nsp3a在包裹前參與了N的運輸和伴侶作用。短RNA的結合也被發(fā)現在N的緊密Ubl1結合形式中被取消。對病毒功能重要的線(xiàn)性基序和結合位點(diǎn)的鑒定將為基于肽的病毒抑制劑的開(kāi)發(fā)提供活性靶點(diǎn)。
熱耳科技是劍橋同位素總代理（Cambridge Isotope Laboratories）。提供用于生物核磁共振研究的全套同位素產(chǎn)品。
