9月27日,国(guo)(guo)际顶级学(xue)术(shu)期刊(kan)《Science》(《科学(xue)》)以研(yan)究(jiu)论文(wen)(Research Article)的(de)(de)形(xing)式在线发表了国(guo)(guo)药集团(tuan)所属新(xin)(xin)(xin)型疫苗国(guo)(guo)家(jia)工程(cheng)研(yan)究(jiu)中心科研(yan)团(tuan)队的(de)(de)最新(xin)(xin)(xin)科研(yan)成果《基于柔性区域改造的(de)(de)RSV F蛋白融(rong)合前(qian)构(gou)象稳定性突变(bian)设计(ji)》(Mutating a flexible region of the RSV F protein can stabilize the prefusion conformation)。该项研(yan)究(jiu)利用计(ji)算结构(gou)生物学(xue)交叉(cha)学(xue)科技(ji)术(shu),提出(chu)了基于变(bian)构(gou)调控(kong)的(de)(de)呼(hu)吸道合胞病毒(RSV)F蛋白融(rong)合前(qian)构(gou)象稳定性突变(bian)设计(ji)新(xin)(xin)(xin)策略(lve),为(wei)更多疑难病原体疫苗的(de)(de)抗(kang)原优(you)化设计(ji)提供(gong)了具有前(qian)景的(de)(de)新(xin)(xin)(xin)思路和新(xin)(xin)(xin)技(ji)术(shu)。
国药集团牢牢把握新时代、新征程(cheng)中央企业的(de)(de)新使命新任(ren)务,把科技(ji)创新摆(bai)在(zai)“头(tou)号(hao)工程(cheng)”的(de)(de)重要(yao)位置,切实加(jia)强应用基础研(yan)究(jiu),全力攻关源头(tou)底层(ceng)技(ji)术,努力锻(duan)造(zao)国家战略(lve)科技(ji)力量。本篇论文的(de)(de)研(yan)究(jiu)成果已应用于具有(you)独立自主知识(shi)产(chan)权的(de)(de)重组RSV疫苗产(chan)品的(de)(de)研(yan)发(fa),目前已完成临床前研(yan)究(jiu)。
呼吸道合(he)胞病毒(RSV)是导致(zhi)婴幼(you)儿、老年人严重(zhong)呼吸道疾病的(de)主要感(gan)染因素之一。RSV表面(mian)的(de)F蛋白(bai)(bai)介导病毒与宿(su)主细胞的(de)膜融合(he)过程,是疫(yi)苗(miao)研(yan)发的(de)重(zhong)要靶(ba)抗原(yuan)。RSV F蛋白(bai)(bai)存在两种构(gou)象状(zhuang)态(tai),中(zhong)和活(huo)性(xing)强的(de)融合(he)前构(gou)象(pre-F)不(bu)稳定,会自发转变为中(zhong)和活(huo)性(xing)弱的(de)融合(he)后构(gou)象(post-F)状(zhuang)态(tai)。因此,如何将RSV F蛋白(bai)(bai)稳定到pre-F构(gou)象状(zhuang)态(tai),阻止构(gou)象转变过程的(de)发生是其(qi)作(zuo)为靶(ba)抗原(yuan)进行疫(yi)苗(miao)研(yan)发的(de)关键。
将蛋白质锁定(ding)到特(te)定(ding)构(gou)(gou)象状态(tai)的(de)常(chang)用(yong)策略是直(zhi)接稳定(ding)其发生大(da)(da)幅(fu)度结构(gou)(gou)转变(bian)(bian)的(de)区域(yu)。本研(yan)究利用(yong)计算结构(gou)(gou)生物(wu)学技术(shu),对RSV F蛋白的(de)结构(gou)(gou)及其动力学性质进(jin)行了计算分析,识别(bie)出与其大(da)(da)幅(fu)度构(gou)(gou)象转变(bian)(bian)运动相互(hu)耦合的(de)关(guan)键调控(kong)区域(yu),在此(ci)基(ji)础上(shang)提出了基(ji)于(yu)变(bian)(bian)构(gou)(gou)调控(kong)的(de)抗(kang)原(yuan)稳定(ding)新策略。通(tong)过对构(gou)(gou)象转变(bian)(bian)关(guan)键调控(kong)部位的(de)突变(bian)(bian)设(she)计,构(gou)(gou)建了多个(ge)RSV F蛋白突变(bian)(bian)体,利用(yong)体外实验(yan)和动物(wu)体内免(mian)疫实验(yan),验(yan)证并筛(shai)选获得了一款(kuan)优选突变(bian)(bian)体抗(kang)原(yuan)用(yong)于(yu)疫苗研(yan)发。
动(dong)物(wu)免疫(yi)实验(yan)显示(shi),国药集(ji)团(tuan)科研团(tuan)队设计的(de)RSV F蛋(dan)白突变(bian)体具有良(liang)(liang)好(hao)的(de)免疫(yi)原性(xing)(xing),且对A、B两(liang)种(zhong)亚(ya)型RSV病毒均(jun)具有良(liang)(liang)好(hao)的(de)中(zhong)和活性(xing)(xing)。在(zai)棉鼠攻毒实验(yan)中(zhong),该(gai)突变(bian)体抗(kang)原也表(biao)现出良(liang)(liang)好(hao)的(de)免疫(yi)保(bao)护效果。通过冷冻电镜解析获(huo)得了(le)改(gai)造后抗(kang)原的(de)空(kong)间结(jie)构,证实了(le)所(suo)设计的(de)突变(bian)体蛋(dan)白成功稳定于pre-F构象状态。该(gai)研究(jiu)显示(shi)出计算结(jie)构生物(wu)学技术在(zai)疫(yi)苗抗(kang)原优化设计中(zhong)的(de)指导(dao)性(xing)(xing)作用,表(biao)明国药集(ji)团(tuan)在(zai)聚焦源头创新,产学研深(shen)度融(rong)合等方面已取(qu)得初步成效。
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科技创新部供稿
9月27日,国际顶级(ji)学(xue)术(shu)期刊《Science》(《科学(xue)》)以研究(jiu)论文(Research Article)的(de)形(xing)式在线发表了(le)国药集团(tuan)所属新(xin)型疫苗(miao)国家工(gong)程研究(jiu)中心科研团(tuan)队的(de)最新(xin)科研成果《基(ji)于柔性区域改造的(de)RSV F蛋白融合(he)前(qian)构象(xiang)稳(wen)(wen)定(ding)性突变设(she)(she)计(ji)(ji)》(Mutating a flexible region of the RSV F protein can stabilize the prefusion conformation)。该项研究(jiu)利用计(ji)(ji)算结构生物学(xue)交叉学(xue)科技术(shu),提出了(le)基(ji)于变构调控的(de)呼(hu)吸(xi)道合(he)胞病(bing)毒(RSV)F蛋白融合(he)前(qian)构象(xiang)稳(wen)(wen)定(ding)性突变设(she)(she)计(ji)(ji)新(xin)策(ce)略,为(wei)更多疑难病(bing)原体疫苗(miao)的(de)抗(kang)原优化设(she)(she)计(ji)(ji)提供了(le)具有前(qian)景的(de)新(xin)思路和新(xin)技术(shu)。
国(guo)药集团(tuan)牢(lao)牢(lao)把握新(xin)时代、新(xin)征程(cheng)中央(yang)企业的(de)(de)(de)新(xin)使命新(xin)任务,把科技(ji)(ji)创新(xin)摆(bai)在“头号(hao)工程(cheng)”的(de)(de)(de)重要位置,切实加强应用基础研(yan)究,全力(li)攻关源头底层技(ji)(ji)术(shu),努力(li)锻造(zao)国(guo)家战略科技(ji)(ji)力(li)量。本(ben)篇论(lun)文的(de)(de)(de)研(yan)究成果已(yi)应用于(yu)具有独(du)立(li)自(zi)主知识产权的(de)(de)(de)重组RSV疫苗(miao)产品的(de)(de)(de)研(yan)发,目前已(yi)完成临床前研(yan)究。
呼吸(xi)道(dao)(dao)合胞(bao)病(bing)毒(RSV)是导致婴幼儿(er)、老年人严重呼吸(xi)道(dao)(dao)疾病(bing)的(de)主(zhu)要感染因素之一。RSV表面(mian)的(de)F蛋白介导病(bing)毒与(yu)宿(su)主(zhu)细胞(bao)的(de)膜融(rong)合过(guo)程,是疫(yi)(yi)苗研(yan)发的(de)重要靶抗原。RSV F蛋白存在两种构象状态(tai),中(zhong)和(he)活性强的(de)融(rong)合前构象(pre-F)不稳(wen)(wen)定,会自发转变为(wei)中(zhong)和(he)活性弱的(de)融(rong)合后构象(post-F)状态(tai)。因此,如何将RSV F蛋白稳(wen)(wen)定到(dao)pre-F构象状态(tai),阻止构象转变过(guo)程的(de)发生是其作为(wei)靶抗原进行疫(yi)(yi)苗研(yan)发的(de)关键。
将蛋(dan)白(bai)质锁定(ding)到特定(ding)构(gou)象状(zhuang)态的常(chang)用(yong)策略是直接稳定(ding)其(qi)发(fa)生大幅度结构(gou)转变(bian)的区域。本(ben)研究(jiu)利(li)用(yong)计(ji)算结构(gou)生物学(xue)技术,对RSV F蛋(dan)白(bai)的结构(gou)及其(qi)动(dong)力学(xue)性质进(jin)行了(le)计(ji)算分析,识(shi)别出与其(qi)大幅度构(gou)象转变(bian)运动(dong)相(xiang)互耦(ou)合的关键调控(kong)(kong)区域,在此(ci)基础上提出了(le)基于(yu)变(bian)构(gou)调控(kong)(kong)的抗(kang)原稳定(ding)新策略。通过对构(gou)象转变(bian)关键调控(kong)(kong)部(bu)位的突(tu)变(bian)设计(ji),构(gou)建了(le)多个RSV F蛋(dan)白(bai)突(tu)变(bian)体(ti),利(li)用(yong)体(ti)外实验和动(dong)物体(ti)内(nei)免疫(yi)实验,验证并筛选获(huo)得了(le)一款(kuan)优选突(tu)变(bian)体(ti)抗(kang)原用(yong)于(yu)疫(yi)苗研发(fa)。
动物免(mian)疫(yi)(yi)实验(yan)显(xian)示(shi),国药(yao)集团(tuan)科(ke)研(yan)团(tuan)队(dui)设(she)计(ji)(ji)的(de)RSV F蛋白突变体具有良好的(de)免(mian)疫(yi)(yi)原(yuan)性(xing)(xing),且对A、B两种亚(ya)型RSV病毒(du)均具有良好的(de)中(zhong)和活性(xing)(xing)。在(zai)棉鼠攻毒(du)实验(yan)中(zhong),该突变体抗(kang)原(yuan)也表(biao)现出(chu)良好的(de)免(mian)疫(yi)(yi)保护效果。通(tong)过(guo)冷冻电镜(jing)解析(xi)获得了(le)改造后抗(kang)原(yuan)的(de)空间(jian)结(jie)构(gou)(gou),证实了(le)所(suo)设(she)计(ji)(ji)的(de)突变体蛋白成(cheng)功稳定于pre-F构(gou)(gou)象状(zhuang)态(tai)。该研(yan)究显(xian)示(shi)出(chu)计(ji)(ji)算结(jie)构(gou)(gou)生物学技术在(zai)疫(yi)(yi)苗抗(kang)原(yuan)优(you)化设(she)计(ji)(ji)中(zhong)的(de)指导性(xing)(xing)作用,表(biao)明国药(yao)集团(tuan)在(zai)聚焦(jiao)源头创新,产学研(yan)深度融合等方面已取得初步成(cheng)效。
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