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新冠病毒基因组与蛋白综述

SARS-CoV-2 Genome and Protein Functions

 

新冠病毒(SARS-CoV-2)具有约29,900碱基的正股RNA基因组，其中包含多达29个开放阅读框。 尽管功能蛋白的确切数目尚待确定，但至少有16种非结构蛋白（nonstructural proteins, nsp），4种结构蛋白（structural proteins）和6到7种辅助蛋白(accessory proteins)被确认。 虽然蛋白功能研究还在进行，但根据之前对SARS-CoV及其他冠状病毒的研究，科学家们已确定了大多数这些蛋白的功能。 上图中显示了SARS-CoV-2基因组的示意图，而基于SARS-CoV和其他冠状病毒的研究，新冠病毒蛋白的已知功能或假设功能列于下表1中汇总。

2020年12月，英国发现了一种称为VUI 202012/01的新变体。它是由病毒刺突蛋白中的多个突变（缺失69-70，缺失144-145，N501Y，A570D，D614G， P681H，T716I，S982A，D1118H）定义的，其中N501Y和Y145del被认为是直接导致其传染性增加的可能位点的。

GeneTex提供一系列的试剂来支持新冠病毒的研究。 请参阅下面的表2、表3和表4，以查看GeneTex抗体和重组蛋白的清单，这些抗体、重组蛋白与组织蜡块可用于加速您对SARS-CoV-2 / COVID-19研究。

 

重组抗体

SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL6]

SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL6] (GTX635654)
SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL1]

SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL1] (GTX635656)
SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [HL249]

SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [HL249] (GTX635678)
SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [HL344]

SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [HL344] (GTX635679)
SARS-CoV-2 spike and Nucleocapsid protein

 

表 1. 新冠病毒蛋白已知与潜在功能

Protein Functions   References
Spike (S) 刺突蛋白（在SARS-CoV-2中为〜1273 a.a.）前体可被切割成2个糖基化的亚基S1和S2(S2')。 S1与宿主受体ACE2结合，而S2介导病毒和宿主膜融合。   1
Nucleocapsid (N) 核衣壳蛋白（SARS-CoV-2中约为419 a.a.）与病毒基因组RNA结合并形成螺旋核糖核衣壳。 参与基因组保护、病毒RNA复制、病毒体组装和免疫逃避。 核衣壳蛋白也与nsp5和nsp3蛋白相互作用。   2
Membrane (M) 膜蛋白（在SARS-CoV-2中约为222 a.a.）是病毒体中最丰富的结构成分，序列非常保守。膜蛋白通过将其他结构蛋白征召到“ ER-高尔基体中间区（ERGIC）”来介导病毒颗粒的组装和出芽。它与核衣壳蛋白相互作用，将RNA包装到病毒体中。膜蛋白也与辅助蛋白3a和7a相互作用，是否有减轻免疫反应的作用尚不清楚。   3
Envelope (E) 包膜蛋白（在SARS-CoV-2中约为75 a.a.）是一种单道III型膜蛋白(single-pass type III membrane protein)，参与病毒装配、出芽和发病机理，位在ERGIC。包膜蛋白可形成同质五聚体离子信道的病毒孔蛋白；也与M，N，3a和7a相互作用。   4
nsp1 非结构蛋白1（SARS-CoV-2中约为〜180 a.a.）可能会通过与40S核糖体亚基相互作用而抑制宿主转译，从而导致宿主mRNA在通过5'UTR附近时被切割而降解。nsp1可能通过影响干扰素介导的信号传导促进病毒基因表达和免疫逃逸。   5
nsp2 nsp2（在SARS-CoV-2中约为638 a.a.）与宿主蛋白prohibitin 1和prohibitin 2相互作用，参与许多细胞过程，例如线粒体生成。nsp2可能会改变细胞内环境和干扰宿主细胞内信号传导。   6
nsp3 nsp3（SARS-CoV-2中约为1945 a.a.）是一种木瓜蛋白酶样蛋白酶（PLpro）的多通道膜蛋白(Multi-pass membrane protein)，可切割病毒多聚蛋白以释放nsp1，nsp2和nsp3。它还具有去泛素化和去ISG化的作用。可与nsp4和nsp6相互作用。   7
nsp4 nsp4（在SARS-CoV-2中约为500 a.a.）参与诱导（与nsp3）组装并定位于双膜细胞质囊泡是病毒复制所必需的，为多通道膜蛋白。   8
nsp5 nsp5（在SARS-CoV-2中为3CLpro又称M pro；〜306 a.a.）在多聚蛋白中的11个位点进行剪切，释出nsp4-nsp16蛋白。它还负责nsp的成熟。   9
nsp6 nsp6（在SARS-CoV-2中约为290 a.a.）是一种多通道膜蛋白，可与nsp 3和nsp4在感染细胞中诱导产生双膜囊泡。它还限制了自噬体的扩增，并干扰自噬体将病毒因子传递至溶酶体以进行降解。   10,11
nsp7 nsp7（在SARS-CoV-2中约为83 a.a.）与nsp8形成一个六聚体，是RNA依赖性RNA聚合酶nsp12的辅助因子。可能具有合成能力或RNA触酶功能。   12
nsp8 nsp8（在SARS-CoV-2中约为198 a.a.）与nsp7形成一个六聚体是RNA依赖性RNA聚合酶nsp12的辅助因子。可能具有合成能力或RNA触酶功能。 nsp8中某些残基的突变可能影响RNA合成而导致SARS-CoV死亡。   13
nsp9 nsp9（在SARS-CoV-2中约为198 a.a.）在病毒复制中作为二聚体ssRNA结合蛋白的角色。   13
nsp10 nsp10（在SARS-CoV-2中约为139aa）形成十二聚体，并与nsp14和nsp16相互作用以刺激各自的3'-5'外核糖核酸酶和2'-O-甲基转移酶活性，形成病毒mRNA加帽机制。   13
nsp11 nsp11（大约13-23 a.a.，取决于CoV种类）是在nsp10 / 11边界处的pp1a裂解产物。对于pp1ab，它是移码产物，成为nsp12的N端。功能目前未知。   13
nsp12 nsp12（在SARS-CoV-2中约为932 a.a.）是RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp），可进行病毒基因组的复制和转录。它与SARS-CoV聚合酶具有> 95％的同源性，并被核苷类似物瑞德西韦（Remdesivir）抑制。   13
nsp13 nsp13（在SARS-CoV-2中约为601 a.a.）是一种多功能超家族1解旋酶，能够将dsDNA和dsRNA用作具有5'-3'极性的底物。除了在病毒基因组复制中与nsp12作用外，它还参与病毒mRNA加帽（(mRNA capping)）。它与膜状复合物中的核蛋白结合。   14
nsp14 nsp14（在SARS-CoV-2中约为527 a.a.）具有3'-5'核糖核酸外切酶（RNA复制过程中的校对因子）和N7-鸟嘌呤甲基转移酶（病毒mRNA加帽）活性。与nsp10相互作用。   13
nsp15 nsp15（在SARS-CoV-2中约为346 a.a.）是一种核糖核酸内切酶，有助于在尿嘧啶3'端进行RNA切割。 nsp15的丢失会影响病毒复制和发病机理。在逃逸宿主细胞dsRNA传感器也需要它。   15
nsp16 nsp16（在SARS-CoV-2中约为298 a.a.）与nsp10相互作用并被nsp10激活。它的2'-O-甲基转移酶活性对于病毒mRNA加帽(mRNA capping)至关重要。它也可能对抗宿主细胞抗病毒传感器。   13
ORF3a ORF3a（在SARS-CoV-2中约为275 a.a.）是一种多通道膜蛋白，可在SARS-CoV中形成同质四聚体病毒孔蛋白。它可与辅助蛋白7a，M，S和E相互作用。可能与病毒释放有关。重要的是，它还激活NF-kB和NLRP3炎性小体，并有助于细胞因子风暴的产生。   16
ORF6 ORF6（在SARS-CoV-2中约为61 a.a.）似乎是SARS-CoV中的一种致病因子。它被证明是I型干扰素（IFN）的拮抗剂，并参与病毒从宿主的先天免疫系统逃脱。   17
ORF7a ORF7a（在SARS-CoV-2中约为121 a.a.）是第一型膜蛋白，可与SARS-CoV中的骨髓基质抗原2（BST-2）相互作用。 BST-2可将病毒颗粒束缚在宿主的质膜上，抑制病毒释放。 ORF7a结合BST-2抑制糖基化，并干扰BST-2抗病毒的活性。 另外,ORF7a还与SARS-CoV中的S，M，E和ORF3a相互作用。   18
ORF7b ORF7b（在SARS-CoV-2中约为43a.a.）是高尔基体中的第三型完整跨膜蛋白。在SARS-CoV中，它似乎是病毒的衰减因子(viral attenuation factor.)。   19
ORF8 ORF8（在SARS-CoV-2中约为121 a.a.）与完整的SARS-CoV ORF8仅有30％的同源性，可能是管腔内质网相关蛋白。它可能会触发ATF6激活并影响未折叠蛋白应答（UPR）。   20,21,22
ORF9b ORF9b（在SARS-CoV-2中约为97 a.a.）是在核衣壳基因内的另一种ORF编码。虽然ORF9b与nsp5，nsp14和ORF6相互作用，但功能未知。仅有部分证据表明它可能与脂质结合。   23
ORF10 ORF10（在SARS-CoV-2中约为38 a.a.）功能未知，但可能与其他因子有相互作用参与调节。   24

 

表 2. 新型冠状病毒研究相关抗体

产品编号 产品名称 克隆 应用
GTX635654 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL6] Rb mAb WB, ICC/IF, ELISA, sELISA
GTX635656 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL1] Rb mAb WB, ICC/IF, ELISA, ,sELISA
GTX635672 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL263] Rb mAb WB, ICC/IF, ELISA
GTX635671 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody [HL134] Rb mAb WB, ICC/IF, ELISA
GTX635678 SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [HL249] Rb mAb WB, ELISA, ICC/IF
GTX635679 SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [HL344] Rb mAb WB, ELISA
GTX635680 SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [HL146] Rb mAb WB, ICC/IF
GTX632604 SARS-CoV / SARS-CoV-2 (COVID-19) spike antibody [1A9] Ms mAb WB, ICC/IF, FACS, IP, ELISA, sELISA
GTX01555 SARS-CoV / SARS-CoV-2 (COVID-19) spike antibody [CR3022] Hu mAb ELISA, Neutralizing/Blocking
GTX135360 SARS-CoV-2 (COVID-19) spike antibody Rb pAb WB, ICC/IF, ELISA
GTX135356 SARS-CoV-2 (COVID-19) spike antibody Rb pAb WB, ICC/IF, ELISA
GTX135384 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 antibody Rb pAb WB, ICC/IF
GTX135385 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike RBD antibody Rb pAb WB, ICC/IF
GTX135386 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S2 / S2' antibody Rb pAb ICC/IF, ELISA, sELISA
GTX101395 ACE2 antibody [N1N2], N-term Rb pAb WB, IHC-P, FACS
GTX01160 ACE2 antibody [SN0754] Rb mAb WB, ICC/IF, IHC-P
GTX100743 TMPRSS2 antibody [N2C3] Rb pAb WB, IHC-P
GTX632269 SARS-CoV / SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody [6H3] Ms mAb WB, ICC/IF, IP, ELISA, sELISA, IP
GTX135357 SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody Rb pAb WB, ICC/IF, ELISA, sELISA
GTX135361 SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid antibody Rb pAb WB, ICC/IF, ELISA
GTX632696 SARS-CoV / SARS-CoV-2 (COVID-19) NSP8 antibody [5A10] Ms mAb WB
GTX632602 SARS-CoV / SARS-CoV-2 (COVID-19) ORF7a antibody [3C9] Ms mAb WB, ICC/IF

 

表 3. 新型冠状病毒研究重组蛋白质與肽

产品编号 产品名称 表达系统
GTX01546-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike RBD protein, His tag (active) HEK293
GTX01548-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 protein, His and Avi tag (active) HEK293
GTX01554-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S1 protein, His tag (active) HEK293
GTX01559-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike S2 (ECD) protein, human IgG Fc tag HEK293
GTX135683-pro Human ACE2 protein, mouse IgG Fc tag HEK293
GTX01550-pro Human ACE2 protein, His and Avi tag HEK293
GTX15352 ACE2 peptide (788-805) n/a
GTX15353 ACE2 peptide (2-18) n/a
GTX15351 ACE2 peptide (192-208) n/a
GTX15354 ACE2 peptide (169-183) n/a
GTX135357-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid protein E. coli.
GTX135592-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) nucleocapsid protein HEK293
GTX135648-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) 3C-like Proteinase protein, His tag E. coli.
GTX01547-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) Envelope protein, His and Avi tag E. coli.
GTX01557-pro SARS-CoV-2 (COVID-19) 3C-like Proteinase protein, His and Avi tag E. coli.

 

表 4. 新型冠状病毒研究组织蜡块

产品编号 产品名称 表达系统
GTX435640 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike FFPE Cell Pellet Block HEK293
GTX435643 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike (S1) FFPE Cell Pellet Block HEK293
GTX435644 SARS-CoV-2 (COVID-19) Spike (S2) FFPE Cell Pellet Block HEK293
GTX435641 SARS-CoV-2 (COVID-19) Nucleocapsid FFPE Cell Pellet Block HEK293
GTX435642 SARS-CoV-2 (COVID-19) Envelope FFPE Cell Pellet Block HEK293
GTX435645 SARS-CoV-2 (COVID-19) Membrane FFPE Cell Pellet Block HEK293

 

参考文献

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