2020年初，一場(chǎng)突如其來的疫情打亂了大家的生活節(jié)奏。面對(duì)來勢(shì)洶涌的疫情，全國上下正在積聚力量，全力戰(zhàn)勝新型高致病性冠狀病毒（2019-nCoV）。醫(yī)護(hù)人員、解放軍戰(zhàn)士、志愿者們紛紛奔赴武漢，與疫魔競(jìng)速，守衛(wèi)著國民的生命安全，致敬最美逆行者！

同時(shí)疫情研究者一樣沒有停下自己的腳步，特別是在分子水平，我們調(diào)研了基于Orbitrap超高分辨的蛋白質(zhì)組學(xué)和結(jié)構(gòu)組學(xué)技術(shù)在病毒學(xué)研究中的應(yīng)用，謹(jǐn)以此文致敬白衣天使和深耕醫(yī)學(xué)研究的學(xué)者。

Orbitrap技術(shù)促進(jìn)病毒機(jī)理研究

病毒與宿主共同進(jìn)化，獲得捕獲和操縱宿主細(xì)胞過程進(jìn)行復(fù)制的機(jī)制傳播。同樣，宿主細(xì)胞會(huì)通過部署防御機(jī)制或通過適應(yīng)感染環(huán)境。在整個(gè)感染過程中，細(xì)胞嚴(yán)重依賴于時(shí)空調(diào)控的病毒-宿主蛋白-蛋白相互作用的形成。 

蛋白質(zhì)組學(xué)方法與病毒學(xué)的結(jié)合促進(jìn)了對(duì)病毒復(fù)制、抗病毒宿主反應(yīng)和病毒對(duì)宿主防御的顛覆機(jī)制的深入研究。而Orbitrap技術(shù)依靠其高靈敏度、高精度，高通量等特性在該方面表現(xiàn)出色。

案例一：Orbitrap技術(shù)深度挖掘病毒-宿主蛋白質(zhì)相互作用

2019年Viruses雜志上發(fā)表了基于組學(xué)技術(shù)研究宿主變化的綜述，質(zhì)譜技術(shù)中基于親和純化分離蛋白質(zhì)復(fù)合物隨后進(jìn)行MS分析（AP-MS）的方法可以用于分離病毒-病毒和病毒-宿主多蛋白復(fù)合物，可識(shí)別間接和直接的蛋白質(zhì)相互作用，提供相互作用事件的瞬時(shí)信息，或跟蹤單個(gè)病毒基因產(chǎn)物的過表達(dá)，以深入了解單個(gè)蛋白質(zhì)的功能；表達(dá)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)（定量蛋白質(zhì)組學(xué)和翻譯后修飾組學(xué)）可以研究病毒蛋白的組成，宿主在病毒入侵過程中蛋白質(zhì)和翻譯后修飾的動(dòng)態(tài)變化。（Viruses 2019, 11, 878; doi:10.3390/v11090878）

迄今為止，基于蛋白質(zhì)組學(xué)方法的進(jìn)展已經(jīng)為識(shí)別數(shù)量驚人的病毒-宿主蛋白關(guān)聯(lián)鋪平了道路，科學(xué)家基于這些數(shù)據(jù)構(gòu)建了包含了5000多種病毒成分和宿主細(xì)胞之間的非冗余蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫。這些有價(jià)值的信息庫包括相互作用蛋白數(shù)據(jù)庫、

VirHostNet(http://virhostnet.prabi.fr/)、VirusMentha(Nucleic Acids Res. 2015; 43(D1):D588–D592)、IntAct-MINT(Nucleic Acids Res. 2015; 43(D1):D583–D587)和Uniprot。

案例二：Orbitrap技術(shù)揭示新型塞卡病毒宿主因子

Pietro, Scaturro, Alexey, et al. Nature, 2018

寨卡病毒(ZIKV)最近成為全球健康問題，由于它的廣泛傳播和與嚴(yán)重的聯(lián)系新生兒神經(jīng)癥狀和小頭癥。然而,與致病性相關(guān)的分子機(jī)制關(guān)于ZIKV的大部分仍然未知。

技術(shù)路線：利用賽默飛 LTQ-Orbitrap和Orbitrap Q Exactive HF質(zhì)譜進(jìn)行全蛋白質(zhì)組學(xué)和修飾蛋白質(zhì)組學(xué)（實(shí)驗(yàn)路線見下圖a），研究對(duì)象為神經(jīng)細(xì)胞系SK-N-BE2和NPC細(xì)胞，表征細(xì)胞對(duì)病毒的反應(yīng)，在蛋白質(zhì)組和磷酸化蛋白質(zhì)組水平上的變化，利用親和蛋白組學(xué)方法鑒定ZIKV蛋白的細(xì)胞靶點(diǎn)。使用這種方法，找到了386個(gè)與zikv相互作用的蛋白質(zhì)，導(dǎo)致宿主在神經(jīng)發(fā)育受損，視網(wǎng)膜缺陷和不孕。此外，確定了寨卡病毒感染后1216個(gè)磷酸化位點(diǎn)存在上調(diào)或下調(diào)，來自AKT, MAPK-ERK和ATM-ATR信號(hào)通路中，為防范ZIKV感染擴(kuò)散提供機(jī)制基礎(chǔ)。在功能上，系統(tǒng)地理解了ZIKV誘導(dǎo)后的宿主的蛋白質(zhì)和細(xì)胞通路水平的擾動(dòng)，并對(duì)感染后細(xì)胞施加Rock抑制劑藥物干預(yù),利用非標(biāo)定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法分析差異蛋白進(jìn)行驗(yàn)證（下圖熱圖），補(bǔ)充這一空白。

技術(shù)路線圖

案例三：Orbitrap技術(shù)深入探尋寨卡病毒病毒與宿主的相互作用

Etienne Coyaud, et al.  Molecular & Cellular Proteomics，2018,

技術(shù)路線

技術(shù)路線：本文利用生物素識(shí)別以及IPMS親和純化結(jié)合MS 方法，研究寨卡病毒侵染后病毒與宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)的相互作用（技術(shù)路線見上圖），實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示了1224個(gè)蛋白3033多肽形成的相互作用網(wǎng)絡(luò)（見下圖a）。相互作用包括多肽加工和質(zhì)量控制、囊泡方面的作用運(yùn)輸，RNA處理和脂質(zhì)代謝。40%的 作用都是以新報(bào)道的相互作用。通過數(shù)據(jù)挖掘分析，揭示過氧化物酶體在ZIKV感染中的關(guān)鍵作用。

病毒宿主蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)圖

溫馨提示：

積極防護(hù)  保護(hù)自己  戴口罩  勤洗手