释放凝集素的力量：BOA 成为对抗所有 SARS-CoV-2 变种的有力武器

在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中，研究人员评估了抗病毒凝集素对抗严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 相关变种 (VOC) 和 SARS-CoV 的功效，从而说明了其潜力作为泛冠状病毒（CoV）抑制剂。

背景

鉴于其与碳水化合物部分结合的能力，凝集素在多种生物过程中发挥着至关重要的作用，包括宿主与病原体的相互作用。事实上，多项研究报告称，抗病毒凝集素可有效抑制多种病毒，包括人类免疫缺陷病毒 (HIV)、埃博拉病毒和冠状病毒。

SARS-CoV-2 刺突 (S) 蛋白高度糖基化，可保护病毒免受宿主免疫系统的侵害。S 聚糖的范围可以从高甘露糖到复杂聚糖，从而导致所有糖基化位点的异质性。

大多数聚糖隐藏了它们结合的蛋白质表面；然而，有些还具有额外的结构作用。生物物理和结构研究已证实 22 个不同天冬酰胺 (Asn) 残基上的 N165 和 N234 聚糖在定位 SARS-CoV-2 受体结合结构域 (RBD) 与宿主血管紧张素转换酶 2 的结合中发挥关键作用（ ACE2) 受体。

以 SARS-CoV-2 S 蛋白上的聚糖为靶点可能会导致 SARS-CoV-2 抑制剂的开发，特别是针对 SARS-CoV-2 VOC 的抑制剂，这些抑制剂对单克隆抗体的抑制活性更具抵抗力。

关于该研究

在本研究中，研究人员评估了三种抗病毒凝集素，包括 griffithsin (GRFT)、Oscillatoria agardhii凝集素 (OAA) 和伯克霍尔德杆菌凝集素 (BOA)，它们抑制感染野生型 SARS-CoV 的 Vero E6 细胞的潜力。 2应变。

还针对 SARS-CoV-2、Alpha、Beta、Gamma、Delta 和 Omicron BA.1 VOC 评估了 BOA 的有效性，因为这种凝集素表现出最高的抗 SARS-CoV-2 活性。还使用尺寸排阻色谱 (SEC) 评估了OAA 和 BOA 与 SARS-CoV-2 S糖蛋白的体外结合。

使用动态光散射 (DLS) 来表征 OAA 和 BOA 诱导的 S 聚集。还开发了表达 SARS-COV-2 S 蛋白变体 N234A 和 N165A（对照）的假病毒，以探索 BOA 诱导的聚集的作用机制。 SARS-CoV-2 进入。

研究结果

GRFT 在所有三种病毒中和系统中均未表现出活性，而 BOA 和 OAA 则表现出有效的抑制活性。在噬菌斑测定中，BOA 以九纳摩尔 nM 的半数最大有效浓度 (EC_{50 ) 阻断野生型 SARS-CoV-2 变异体。}

因此，GRFT 在结构上不同于 OAA 和 BOA，并与高甘露糖聚糖的不同子结构结合。在结构上，BOA 和 OAA 的聚糖结合位点和 β 桶结构域的数量有所不同；然而，两者都表现出相同的聚糖特异性，这使得这些凝集素之间具有相似的抑制机制。

由于 BOA 有 4 个聚糖结合位点，是 OAA 的两倍，因此它是 SARS-CoV-2 更有效的抑制剂。事实上，去除 BOA 上四个糖结合位点中的三个就消除了它的抗病毒活性。

在生物物理测定中，研究人员将等摩尔量的凝集素和 S 蛋白混合。在 5:1 或 10:1 摩尔过量的 OAA 或 BOA 中，观察到 S 蛋白的额外洗脱峰，从而表明该病毒蛋白与 OAA 和 BOA 形成大分子量复合物。BOA 和 SARS-CoV-2 S 形成的可溶性聚集体之间的相互作用赋予了 BOA 抗病毒活性。

在体外，单价 BOA 变体与 SARS-CoV-2 S 蛋白结合，但不形成可溶性聚集体，从而阻止了任何抗病毒活性。因此，BOA 对 SARS-CoV-2 的有效抑制活性可归因于其多价相互作用，这种相互作用减少为单价接触，最终抑制 SARS-CoV-2。

假病毒实验表明，N234 或其聚糖对于 SARS-CoV-2 进入宿主细胞至关重要。同样，之前的一项研究报告称，234 聚糖对于 SARS-CoV-2 S 功能的发挥至关重要。

结论

SARS-CoV-2 变体在糖基化方面表现出最小的变化，这使得 BOA 能够持续有效地抑制所有测试的病毒变体。2003 年首次出现的 BOA 对抗 SARS-CoV 的类似效力表明，这种凝集素的活性依赖于 S 蛋白聚糖，而不是其特定序列。这些发现支持开发使用多价聚糖结合剂作为泛冠状病毒抑制剂的未来治疗策略。