In Silico Analysis of Cross-Species Sequence Variability in Host Interferon Antiviral Pathway Proteins and SARS-CoV-2 Susceptibility

宿主干扰素抗病毒通路蛋白的跨物种序列变异的计算机模拟分析及SARS-CoV-2易感性研究

作者：Sally A. Mayasich，Peter G. Schumann, Maxwell Botz and Carlie A. LaLone

SARS-CoV-2的跨物种传播已导致超过30种哺乳动物感染。SARS-CoV-2通过与宿主的血管紧张素转换酶2（ACE2）细胞表面受体结合进入细胞。因此，ACE2蛋白序列的保守性在不同物种间的评估成为预测SARS-CoV-2易感性的关键。然而，即使在ACE2氨基酸发生替代的物种中，病毒传播仍然发生，这表明除了ACE2之外，可能还有其他因素影响病毒的传播。

2024年11月27日，美国威斯康星大学麦迪逊分校、美国环境保护署的Sally A. Mayasich 博士团队在国际同行评议期刊Zoonoses发表题为《In Silico Analysis of Cross-Species Sequence Variability in Host Interferon Antiviral Pathway Proteins and SARS-CoV-2 Susceptibility（宿主干扰素抗病毒通路蛋白的跨物种序列变异的计算机模拟分析及SARS-CoV-2易感性研究）》的原创研究。

研究调查了24 种宿主蛋白靶点的保守性，包括血管紧张素转化酶 2（ACE2）和跨膜丝氨酸蛋白酶 2（TMPRSS2）；干扰素-I（IFN-I）抗病毒反应通路中的 21 种蛋白；以及抑制新病毒粒子从细胞释放的蛋白 tetherin。采用包括SeqAPASS、MOE和 iCn3D 等生物信息学工具和方法，对宿主-病毒蛋白相互作用的蛋白序列相似性、保守结构域和关键氨基酸进行比较。对结合相互作用的类型进行评分，并将结果与表明哪些物种已感染或未感染的经验数据进行比较。结果揭示了：1）13 种蛋白高度保守，而5 种蛋白缺乏已解析的结构或足够的数据来确定关键氨基酸；2）蛋白相互作用界面的许多氨基酸变异对功能影响较小，并且这些变异与物种系统发育相关，而不是与SARS-CoV-2易感性相关；3）4种I 型干扰素抗病毒通路蛋白（MDA5、NEMO、IRF3 和 ISG15）包含潜在的结构域或特定的氨基酸，不同物种间这些氨基酸的差异可能导致与人类相比，与病毒的蛋白相互作用的改变，导致了不同物种抗病毒反应存在变异。

研究结果对理解宿主干扰素抗病毒通路与SARS-CoV-2易感性之间的关系提供了重要启示，表明宿主蛋白的特定氨基酸替代可能在不同物种的抗病毒机制中发挥关键作用，为理解病毒跨物种传播的分子机制以及识别病毒中间宿主提供了新的视角。