《新冠肺炎中医药防治与化学生物信息学研究》刘永琦，张志明主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《新冠肺炎中医药防治与化学生物信息学研究》

【作　者】刘永琦，张志明主编

【页 数】 517

【出版社】 北京：中国中医药出版社 , 2021.08

【ISBN号】978-7-5132-6765-6

【价 格】198.00

【分 类】日冕形病毒-病毒病-肺炎-中医治疗法-文集-日冕形病毒-病毒病-肺炎-生物信息论-文集

【参考文献】 刘永琦，张志明主编. 新冠肺炎中医药防治与化学生物信息学研究. 北京：中国中医药出版社, 2021.08.

图书封面：

图书目录：

《新冠肺炎中医药防治与化学生物信息学研究》内容提要：

《新冠肺炎中医药防治与化学生物信息学研究》内容试读

第一篇

新冠肺炎的流行与病理学特征

2020年1月12日，世界卫生组织(World Health Organization,

WH0)将从病毒性肺炎患者体内分离到病原体命名为2019新型冠

状病毒(2019 Novel Coronavirus,2019-nCoV)。2020年2月12日，国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of

Viruses,ICTV)正式将2019新型冠状病毒更名为严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus2,SARS-CoV-2),并认定这种病毒是SARS冠状病毒的姊妹病毒，这

表明新型冠状病毒从分类学角度上讲，是SARS冠状病毒(SARS

CoV)的近亲。

2020年2月8日，中国国务院联防联控机制发布会上表示，新型冠状病毒感染的肺炎统一称谓为“新型冠状病毒肺炎”，简称新冠肺炎(Novel coronavirus pneumonia,NCP)。2020年2月11日，世界卫生组织(World Health Organization,WHO)宣布，将新型冠状病毒肺炎命名为Corona Virus Disease2019,简称“COVID-19”,其中字母C0代表“冠状”(Corona),字母VI代表“病毒”(Virus),字母D代表“疾病”(Disease),数字19代表该疾病发现时间为2019年。2020年2月21日，国家卫生健康委员会发布关于修订新型冠状病毒肺炎英文命名事宜的通知，决定将“新型冠状病毒肺

炎”英文名称修订为“C0VID-19”,与世界卫生组织命名保持一致，

中文名称保持不变。

第一章

新型冠状病毒的生物学特征

冠状病毒(Coronaviruses,CoVs)是一个大型病毒家族，发现于1968年，1975年ICTV将其命名为冠状病毒科(Coronaviridae)。冠状病毒是目前已知基因组最大的单股正链RNA病毒(26-32kb),形态多呈圆形，直径约为125nm。已在哺乳动物和多种禽类中发现。目前，能够引发人类呼吸道感染的冠状病毒有七种，分别是HCoV-229E、HCoV-0C43、SARS-CoV、HCoV-NL63、HCoV-HKU1、MERS-CoV,以及目前正在世界范围内暴发流行的SARS-CoV-2。

本章将对SARS-CoV-2的系统分类、形态结构、基因组及遗传变异、病毒感染细胞的机制、病毒的检测和疫苗研究等方面进行概述。

第一节新型冠状病毒的系统分类学与形态结构

一、新型冠状病毒的系统分类学

冠状病毒在系统分类学上属于网巢病毒目、冠状病毒科、正冠状病毒亚科、冠状病毒属的成员，其下包括4个属：-冠状病毒(Alpha Coronavirus)

B-冠状病毒(Beta Coronavirus)、y-冠状病毒(Gamma Coronavirus）、δ-冠状病毒(Delta Coronavirus)。2018年，ICTV将B-冠状病毒属进一步分为5个亚属：

Embecovirus、Sarbecovirus、Merbecovius、Nobecovirus和Hibecovirus。能够叼引发人类呼吸道感染的冠状病毒有七种，分别是HCoV-229E、HCoV-0C43SARS-CoV、HCoV-NL63、HCoV-HKU1、MERS-CoV,以及目前正在世界范围内暴发流行的SARS-CoV-2。其中，SARS-CoV-2、SARS-CoV和MERS

CoV常会引起较严重的呼吸系统疾病。

新型冠状病毒的全基因组测序研究结果发现与SARS-CoV-2关系最近的是两种蝙蝠SARS样冠状病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21,其基因组的核苷酸序列同源性分别约为.86.9%和87.2%；Zhou等发现了一种核苷酸序列同源性更高的冠状病毒，RaTG13,其核苷酸序列同源性高达96%。均提示SARS-CoV-2具有与bat-SL-CoVZC45、bat-SLCoVZXC221以及SARS-CoV

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新冠肺炎中医药防治与化学生物信息学研究

相似的基因组结构。多个团队通过全基因组测序及系统发育分析等方法，确定2019新型冠状病毒属于B冠状病毒属的Sarbecovirus亚属的单股正链RNA病毒。

二、新型冠状病毒的形态结构

新型冠状病毒具有冠状病毒的典型结构，由外层的包膜和内部的遗传物质来构成。其核心为单股正链RNA及RNA聚合酶（核衣壳蛋白，Nucleocapsid pro-tein,N)。病毒包膜结构上主要有三种蛋白：刺突糖蛋白(Spike Protein,S)、包膜糖蛋白(Envelope Protein,E)和膜糖蛋白(Membrane Protein,M)。N蛋白

包含两个结构域，它们都可以通过不同的机制结合病毒RNA基因组，即病毒

的基因组堆积在由N蛋白形成的螺旋衣壳内部。S蛋白的同三聚体构成病毒

颗粒表面的皇冠状突起，能够识别并结合宿主细胞表面受体，在介导病毒包膜与细胞膜融合的过程中起到关键性作用，是病毒侵入宿主细胞最重要的蛋

白质。M蛋白具有3个跨膜结构域，可塑造病毒体，促进膜弯曲并结合至核

衣壳，参与了病毒包膜的形成与出芽过程。E蛋白则是构成包膜的短凸起，

在病毒的组装和释放中起作用，并且是发病机制所必需的。此外，S蛋白和N

蛋白还维持病毒颗粒的稳定性。图1-1为SARS-CoV-2的结构模式图。

-S蛋白

M蛋白

脂质双层

RNA和N蛋白

E蛋白

图1-1SARS-CoV-2病毒的模式结构图

采用负染法，在电子显微镜下观察病毒。病毒一般呈球形，有些呈多形性，直径在60~140m之间。病毒颗粒边缘有形态近似日冕的突起，大约9~12m,看上去像皇冠一样。在人气道上皮超薄切片中发现了胞外游离病毒颗粒和胞质膜囊内充满病毒颗粒的包涵体，观察到的这一形态与冠状病毒科

一致。

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第一篇新冠肺炎的流行与病理学特征

三、新型冠状病毒相关特殊结构解析

(一)S蛋白

S蛋白是冠状病毒表面最重要的膜蛋白，它有两个结构域组成。靠近N

端的部分形成一个球形结构域，靠近C端的部分形成一个穿膜的棒状结构。

研究表明，S蛋白和冠状病毒侵入细胞的过程密切相关。S蛋白前体在宿主的

细胞质中合成以后会被切成两个部分，S1和S2。其中S1形成成熟蛋白的球

状部分，S2形成成熟蛋白的棒状部分，包括一个N helix,一个M helix,一个

C helix和一个穿膜部分。S1和S2之间通过分子间相互作用力结合（图1-2）。

S2的穿膜部分把整个S蛋白固定在病毒外壳膜上。

Receptor-Bingding

Rrgion

SI

NH.

COO

、N helix'

M helix

C helix

NH.

■

COO

s2

Membrance Fusion

TM

Peptide (?

图1-2S蛋白前体两个切割产物的相互作用关系

最新研究结果显示，新冠S蛋白约由1300个氨基酸组成，其被切割成的

S1亚基约700个氨基酸，S2亚基约600个氨基酸，三个S1/S2异二聚体组装

形成一个三聚体尖峰，从病毒包膜突出（图1-3）。其中，300多个氨基酸构成的受体结合区RBD是负责与宿主细胞受体结合的关键。针对MERS-Cov病毒

表面的S蛋白，目前研发了HR2L、HR2P等药物，已进入临床前研究阶段。

图1-3新型冠状病毒S蛋白晶体结构图

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新冠肺炎中医药防治与化学生物信息学研究

(二)3CL水解酶

3CL水解酶(3C--like Proteinase,3 CLpro)由ORF1编码（定位于nsp5),位

于复制酶基因中心区域，是新型冠状病毒RNA复制时的一个关键蛋白质。饶

子和等测定出了新型冠状病毒3CL水解酶的高分率晶体结构（图1-4）。3CL

水解酶分子的活性形式为两个同源单体形成的二聚体，单体分别由N端七肽

SGFRKMA(N-finger)、三个结构域(Domain I、Ⅱ、Ⅲ)以及连接结构域Ⅱ与结构域Ⅲ的loop环组成。结构域I、Ⅱ呈B-折叠，酶活性中心位于结构域I

与Ⅱ之间的间隙中。两单体结构域Ⅲ之间的相互作用以进一步稳定3CL水解

酶的二聚体结构。两单体的N端七肽分别插入对方的结构域Ⅱ中的凹槽，通

过氢键与盐键以稳定维持3CL水解酶活性中心分子构象。成熟的3CL水解酶

能够催化水解其下游的复制酶前体多聚蛋白的11个保守位点，产生13个水解终产物，同时，还有多个中间产物。其中包括复制酶的两个最保守区域

病毒RNA复制所必需的RNA聚合酶和RNA螺旋酶。如果把3CL水解酶的功

能抑制住，就可以大概率阻隔病毒的复制，为抗病毒药物的研发指明方向。针对MERS-CoV病毒表面的3CL水解酶，目前已经研发了成功上市的

Ponicidin等药物；针对SARS-CoV病毒表面的3CL水解酶，目前研发了

ML188等药物，也已上市。

图1-4SARS-CoV-2病毒3 CLpro的晶体结构图

(三)RNA依懒性RNA聚合酶

RNA依赖性RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRP),也被称为nspl2,在SARS-CoV-2病毒的遗传物质一RNA的合成过程中起着至

关重要的作用。以RNA聚合酶为核心，病毒会巧妙地利用其他辅助因子（如

nsp7/nsp8等)组装一台高效的RNA合成机器，进行自我复制。饶子和等用冷

冻电镜解析的复合物结构显示（图1-5），新型冠状病毒的RNA聚合酶具有其

他病毒RNA聚合酶的保守特征，并含有套式病毒(nidovirus)的NiRAN特征结

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···试读结束···