在大流行早期，加州大学圣地亚哥分校的计算生物物理化学家Rommie Amaro帮助开发了SARS-CoV-2刺突蛋白的详细可视化，该蛋白有效地附着在我们的细胞受体上。

现在，Amaro和她来自加州大学圣地亚哥分校、匹兹堡大学、德克萨斯大学奥斯汀分校、哥伦比亚大学和威斯康星大学密尔沃基分校的研究同事已经发现了聚糖——在刺钉蛋白边缘构成糖残基的分子——是如何充当感染门户的。

发表在8月19日的杂志上化学性质由匹兹堡大学的共同资深作者Lillian Chong，第一作者和加州大学圣地亚哥分校研究生Terra Sztain以及共同第一作者和加州大学圣地亚哥分校博士后学者Surl-Hee Ahn领导的一项研究描述了聚糖“门”的发现，这些“门”可以打开，允许SARS-CoV-2进入。

“我们基本上弄清楚了刺突是如何打开和感染的，”化学和生物化学教授、这项新研究的资深作者阿马罗说。“我们已经解开了它如何感染细胞的一个重要秘密。没有这个门，病毒基本上就无法感染了。”

Amaro认为，研究小组的gate发现为对抗SARS-CoV-2感染的新疗法开辟了潜在的途径。如果能在药理学上将多糖门锁定在封闭位置，那么就能有效地阻止病毒打开进入和感染。

刺突的聚糖涂层有助于欺骗人体免疫系统，因为它只不过是一种糖残留物。以前的技术对这些结构进行成像，描绘的是聚糖在静态开放或封闭的位置，最初并没有引起科学家的太多兴趣。然后，超级计算机模拟允许研究人员开发动态电影，揭示聚糖门从一个位置激活到另一个位置，提供了一个前所未有的感染故事。

阿马罗说:“我们实际上观看了开幕式和闭幕式。“这是这些模拟给你的非常酷的东西之一——能够看到非常详细的电影。当你看着他们的时候，你会意识到你看到了一些我们原本会忽略的东西。你只看封闭结构，然后再看开放结构，它看起来没有什么特别的。只有当我们捕捉到整个过程的时候，你才能真正看到它在做什么。”

“标准技术需要数年的时间来模拟这个开放过程，但使用我实验室的‘加权集合’先进模拟工具，我们能够在45天内捕捉到这个过程，”Chong说。

计算密集型模拟首先在加州大学圣地亚哥分校圣地亚哥超级计算机中心的Comet上运行，后来在德克萨斯大学奥斯汀分校德克萨斯高级计算中心的Longhorn上运行。这样的计算能力为研究人员提供了从300多个角度观察刺突蛋白受体结合域(RBD)的原子水平视图。研究表明，聚糖“N343”是将RBD从“向下”定位到“向上”的关键，从而允许进入宿主细胞的ACE2受体。研究人员将N343聚糖激活描述为类似于“分子撬棍”机制。

德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学副教授杰森·麦克莱伦(Jason McLellan)和他的团队创造了刺突蛋白的变体，并进行了测试，以了解缺乏聚糖门如何影响RBD的打开能力。

麦克莱伦说:“我们发现，如果没有这个门，刺突蛋白的RBD就不能获得感染细胞所需的构象。”

完整的作者名单包括:泰拉·斯坦、苏尔-希·安、安东尼·博格蒂、洛伦佐·卡萨利诺、乔里·戈德史密斯、埃文·塞茨、瑞安·麦库尔、菲奥娜·卡恩斯、弗朗西斯科·阿科斯塔-雷耶斯、苏夫拉吉特·马吉、Ghoncheh Mashayekhi、j·安德鲁·麦卡蒙、阿巴斯·乌马兹德、约阿希姆·弗兰克、杰森·麦克莱伦、莉莲·Chong和Rommie Amaro。