Question

【題目】新冠肺炎（COVID-2019）是一種嚴(yán)重呼吸系統(tǒng)癥狀的高傳染性疾病，嚴(yán)重時(shí)可致人死亡。該病是由新近出現(xiàn)的一種病毒——新型冠狀病毒（2019-nCov）（RNA病毒）引起的，為探究如何更好的防治該病，研究人員進(jìn)行了系列研究。

（1）新型冠狀病毒與SARS-Cov（“非典”病毒）結(jié)構(gòu)相似，都是營________生活的生物，侵染宿主細(xì)胞后，以_________為模板，利用細(xì)胞內(nèi)的核苷酸和氨基酸作為原料，合成并組裝新的病毒，同時(shí)會(huì)引發(fā)機(jī)體發(fā)生特異性抗病毒的____________免疫。

（2）2019-nCov病毒主要通過其表面刺突蛋白S與人宿主細(xì)胞膜表面——血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）受體結(jié)合，而感染細(xì)胞。S蛋白分為2個(gè)亞基S1和S2，S2蛋白包括兩個(gè)膜融合區(qū)HR1和HR2，HR1和HR2結(jié)合形成復(fù)合體：6-HB，使病毒吸附并發(fā)生膜融合而進(jìn)入宿主細(xì)胞中。

①科研人員比對SARS-Cov與2019-nCov S2蛋白的氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)兩者HR1有8個(gè)氨基酸不同，HR2完全相同，說明2019-nCov在以________為原料，逆轉(zhuǎn)錄形成HR1基因時(shí)發(fā)生了改變而導(dǎo)致的，HR2相對而言，更保守，不易發(fā)生變化。

②科研人員為研究HR1結(jié)構(gòu)的改變，是否影響HR1和HR2的結(jié)合，從而改變其感染宿主細(xì)胞的方式，設(shè)計(jì)人工合成了結(jié)構(gòu)和HR1、HR2相同的HR1P、HR2P，探究兩者的自我折疊，以及相互結(jié)合情況。利用圓二色光譜技術(shù)進(jìn)行檢測，如圖所示：

注：圓二色譜技術(shù)是研究蛋白質(zhì)構(gòu)象變化的重要技術(shù)，主要進(jìn)行蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-核酸結(jié)合的研究。θ角的數(shù)值大小與物質(zhì)的折疊率或物質(zhì)之間的結(jié)合率成正相關(guān) ；EK1為治療SARS疾病時(shí)使用的融合抑制劑。據(jù)圖可知，與其他組相比HR1P和HR2P的結(jié)合率______，并且復(fù)合體表現(xiàn)出6-HB的特征，說明2019-nCov的感染機(jī)制相似于SARS-Cov，沒有發(fā)生顯著變化。

③根據(jù)上圖物質(zhì)之間的結(jié)合情況，研究人員認(rèn)為________和EK1可以作為融合抑制劑，當(dāng)患者使用含此類物質(zhì)藥物后，能夠競爭性結(jié)合_________，從而阻止病毒與宿主細(xì)胞的融合。

（3）根據(jù)上述研究，科研人員明確了病毒感染細(xì)胞的機(jī)制。過程為：I. S1蛋白與宿主細(xì)胞膜上的受體結(jié)合； II. S2亞單位的FP（融合蛋白）插入宿主細(xì)胞膜內(nèi); III. 觸發(fā)HR1和HR2結(jié)合形成6-HB復(fù)合體，從而與宿主細(xì)胞融合。請結(jié)合上述過程，分析融合抑制劑的作用機(jī)制：_______________________。

（4）對于該病的治療，疫苗的研發(fā)也是一大應(yīng)用前景，如果將HR1或HR2作為疫苗原料，你認(rèn)為哪一種更好___________________，請說明理由___________________。

Answer 1

【答案】寄生 病毒RNA 細(xì)胞免疫 脫氧核苷酸 高 HR2P HR1 S1與宿主細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，S2亞單位的FP插入宿主細(xì)胞膜內(nèi)，融合抑制劑與HR1結(jié)合，阻斷HR1和HR2結(jié)合形成6-HB，導(dǎo)致病毒不能與宿主細(xì)胞融合。 HR2 HR2相較于HR1更穩(wěn)定，不易變異

【解析】

1.病毒是一類沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特殊生物，只有蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的遺傳物質(zhì)構(gòu)成，不能獨(dú)立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活細(xì)胞內(nèi)才能生活和繁殖，一旦離開了活細(xì)胞，病毒就無法進(jìn)行生命活動(dòng)。病毒作為抗原進(jìn)入人體后，會(huì)先后引起人體產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫過程，人體主要依靠細(xì)胞免疫發(fā)揮作用對付病毒。

2. 根據(jù)題干信息分析可知，2019-nCov病毒表面的刺突蛋白S分為2個(gè)亞基S1和S2，S2蛋白包括兩個(gè)膜融合區(qū)HR1和HR2，HR1和HR2結(jié)合形成復(fù)合體6-HB，使病毒吸附并發(fā)生膜融合而進(jìn)入宿主細(xì)胞中。

（1）病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生存，營寄生生活；新型冠狀病毒與SARS-Cov都是RNA病毒，進(jìn)入宿主細(xì)胞后，以病毒的RNA為模板，利用利用宿主細(xì)胞中的氨基酸和核苷酸為原料，合成病毒自身的RNA和蛋白質(zhì)，進(jìn)而組裝出新的病毒；由于病毒寄生于活細(xì)胞，所以其會(huì)引發(fā)機(jī)體發(fā)生特異性抗病毒的細(xì)胞免疫。

（2）①2019-nCov是RNA病毒，其以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成HR1基因時(shí)需要的原料是脫氧核苷酸。

②根據(jù)圖中曲線的走勢分析，與其他組相比，HR1P和HR2P組的結(jié)合率高，并且復(fù)合體表現(xiàn)出6-HB的特征，說明2019-nCov的感染機(jī)制相似于SARS-Cov，沒有發(fā)生顯著變化。

③根據(jù)曲線圖和題干信息可知，HR2P和EK1可以作為融合抑制劑；根據(jù)不同物質(zhì)之間的結(jié)合情況圖分析可知，融合抑制劑競爭性結(jié)合的是HR1。

（3）根據(jù)題意分析，已知S1與宿主細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，S2亞單位的FP插入宿主細(xì)胞膜內(nèi)，觸發(fā)HR1和HR2結(jié)合形成6-HB復(fù)合體，從而與宿主細(xì)胞融合，且根據(jù)以上分析已知，融合抑制劑競爭性結(jié)合的是HR1，因此融合抑制劑的作用機(jī)理是與HR1結(jié)合，阻斷HR1和HR2結(jié)合形成6-HB，導(dǎo)致病毒不能與宿主細(xì)胞融合。

（4）根據(jù)題干信息已知，HR2相對而言，更保守，不易發(fā)生變化，即HR2相較于HR1更穩(wěn)定，不易變異，所以HR2作為疫苗原料更好。