于无声处，Biacore铸建猴痘病毒防护盾牌

五月份出现的猴痘疫情，成为继新冠疫情之后又一公共卫生安全焦点。截止目前，20多个国家和地区出现猴痘疫情，并出现人际传播的现象，这让人不禁担心，世界会不会再次出现类似天花疫情的危险？

作为天花病毒的近亲，猴痘与天花同属正痘病毒属。人类感染猴痘病毒后，临床症状与天花相似，但病情较轻。通过疫苗接种，1980年天花被彻底消灭，而此时的分子生物学处于萌芽期，加之痘病毒疫情又处于偶发、小范围状态，因此，痘病毒研究领域一直处于浅显且沉寂的状态。直到2001年，美国发生的生化恐怖袭击让痘病毒领域再次成为热点，科研界借助Biacore SPR技术，发现了一大批突破性成果。今天，我们将通过五篇高水平文章，与大家一览Biacore在痘病毒研究领域的风采。

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《A chemokine-binding domain in the tumor necrosis factor receptor from variola (smallpox) virus》

该文章的突破性发现：首次发现天花病毒编码的肿瘤坏死因子受体同源物CrmB不仅作为可溶诱饵TNFRs，而且还结合和抑制几种趋化因子。同时首次发现趋化因子结合域，揭示了一类痘病毒分泌趋化因子抑制剂家族。这些研究成果极大地促进了天花病毒的致病机制研究。

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Biacore揭示天花病毒CrmB作为一种分泌型诱饵TNF受体发挥作用

关键信息：通过Biacore动力学数据发现，CrmB及CrmB-CRD作为TNF受体可以特异性、高亲和地结合TNF，并且CRD结构域包含足够的结合位点，满足于TNF的结合。

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Biacore协助人类首次发现天花病毒编码的CrmB具有趋化因子结合活性

关键信息：通过Biacore 对CrmB和所有43种市售人趋化因子进行筛选和表征。结果发现天花病毒 CrmB和趋化因子相互作用与TNF类似。其中CCL28、CCL25、CXCL12、CXCL13和CXCL14与天花病毒 CrmB具有最佳结合。

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Biacore揭示天花病毒CrmB有两个独立的TNF和趋化因子的结合位点

关键信息：在Biacore实验中，将TNF和CXCL12单独注射或同时注入，分别检测对应信号，并将单独信号与同时注入信号相比较，结果显示，TNF与CXCL12结合互不影响，表明二者结合位点相互独立。

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Biacore协助人类首次发现天花病毒CrmB CTD结构域是趋化因子结合位点

关键信息：在Biacore实验中，CrmB-CTD结合趋化因子但不结合TNF，而CrmB-CRD结合TNF但不结合趋化因子。结合已有实验数据表明CTD是一种全新的天花病毒编码趋化因子受体结构域。

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Biacore协助人类首次发现SECRET结构域能够识别一类痘病毒分泌的趋化因子抑制剂家族 CTD结构域是趋化因子结合位点

关键信息：在Biacore实验中，分别检测市售可用的35种趋化因子与三种SCPs的结合，结果显示三者均能与同一组小鼠趋化因子结合。同时，这些SCPs也能与人类趋化因子相结合，这也就意味着SECRET结构域能够识别一类痘病毒分泌的趋化因子抑制剂家族。

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《Variola Virus IL-18 Binding Protein Interacts with Three Human IL-18 Residues That Are Part of a Binding Site for Human IL-18 Receptor Alpha Subunit》

该文章的突破性发现：1.确定hIL-18的Leu5、Lys53和Ser55是天花病毒IL-18BP的结合位点。同时，Lys53和Ser55也是hIL-18Rα的结合位点。2.天花病毒IL-18BP通过与hIL-18Rα竞争三个常见残基从而中和hIL-18活性，这有助于开发阻断天花病毒IL-18BP的药物。

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Biacore揭示Leu5、Lys53和Ser55在hIL-18与天花病毒IL-18BP结合中的关键作用 CTD结构域是趋化因子结合位点

关键信息：通过Biacore动力学数据可以看出，K53A、S55A和L5A突变使得亲和力KD分别减弱100倍、7倍和4倍，而其他突变的KD变化都在2倍以内，这充分显示出这三个关键氨基酸在hIL-18结合活性中的重要作用。

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Biacore揭示Lys53和Ser55在hIL-18与hIL-18Rα结合的关键作用

关键信息：通过Biacore动力学数据可以看出，E6A突变没有降低hIL-18与hIL-18Rα的亲和力，但K53A和S55A突变将亲和力分别降低了4倍和2倍以上，表明Lys53，Ser55也是hIL-18Rα结合位点的一部分。

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《Characterization of DNA-binding activity of Zα domains from poxviruses and the importance of the β-wing regions in converting B-DNA to Z-DNA》

该文章的突破性发现：1.通过创新性视角，以蛋白与DNA互作为切入点，发现痘病毒五大类Zα结构域与Z-DNA的结合活性。2.通过圆二色谱法发现ZαE3L将B-DNA转化为Z-DNA的机制。

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Biacore揭示痘病毒五大类E3L 蛋白Zα结构域与Z-DNA的结合活性-18与hIL-18Rα结合的关键作用

关键信息：将Z-DNA生物素化后，偶联到SA芯片，随后将各类蛋白作为流动相，使用Biacore检测痘病毒五大类E3L 蛋白Zα结构域与Z-DNA的结合活性。结果显示，痘病毒五大类E3L 蛋白Zα结构域确实与Z-DNA具有结合活性，且结合活性较强。

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《A virus-encoded type I interferon decoy receptor enables evasion of host immunity through cell-surface binding》

该文章的突破性发现：1.确认病毒编码的分泌型细胞因子受体与细胞表面表达的糖胺聚糖相互作用及其重要意义。2. 证实控制IFN活性是IFNα/βBP在体内的主要功能。3.IFNα/βBP需要细胞结合活性才能赋予病毒充分的毒力并保持免疫调节活性。

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Biacore揭示IFNα/βBP关键氨基酸E194的关键作用

关键信息：已确认IFNα/βBP E194是介导IFNα/βBP与细胞表面糖胺聚糖的关键氨基酸，但是E194是否具有介导IFN结合活性的功能一直是未解之谜。使用Biacore，将各类E194及其突变体偶联到SA芯片，并将IFNα作为流动相，检测获得两者之间的亲和力。通过数据对比，确认E194无介导IFN结合活性的功能。

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《Species Specificity of Vaccinia Virus Complement Control Protein for the Bovine Classical Pathway Is Governed Primarily by Direct Interaction of Its Acidic Residues with Factor I》

该文章的突破性发现：1.阐释了痘病毒的种属嗜性，特别是SPICE（天花补体抑制剂酶）与VCP（痘苗病毒补体控制蛋白）在抑制人和牛的替代补体途径（CP）方面表现出选择性。2.确认VCP对牛CP抑制活性完全是由于其增强的辅因子活性，而没有对牛CP C3转化酶衰变产生影响。3.验证了VCP特异性和增强VCP辅因子活性的关键位点。

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Biacore验证VCP对于牛CP特异性机制

关键信息：VCP的CFA的增强是导致VCP对牛CP特异性的主要因素，而VCP具有这种活性是因为它与C4b和因子I的相互作用。因此，研究人员使用Biacore将C4（H2O）定位在SA芯片上，将VCP、SPICE或突变体作为流动相，分析其结合情况。结果显示，VCP与SPICE相比，与牛C4（H2O）的结合略有增加，各类突变体显示出与SPICE类似或更低的结合。这表明VCP对C4（H2O）的CFA增强不是由于其与C4（H2O）结合增强造成的。

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Biacore验证了VCP三个关键位点与C4（H2O）结合对于牛CP特异性的贡献

关键信息：VCP三个关键位点（108, 120, 144）一直是研究的热点，那么以上三个位点是否对于牛CP特异性具有贡献？为了解答这一疑问，研究人员使用Biacore，将各类多突变体与C4（H2O）进行亲和力检测。数据显示，三个关键位点（108, 120, 144）的突变与野生型相比无明显变化。因此，VCP对于牛CP特异性的贡献也与三个关键位点与C4（H2O）结合无关。

洋洋洒洒两千字，只能略显Biacore在痘病毒研究领域的风采，而在全球疫情肆虐的当下，唯实、唯真突破病毒关键致病机制成为目前最紧迫的任务。作为传染病研究领域的利器，Biacore以高效、精准、可靠的性能与科学家们一道，不断探究各类传染病的发病机制，携手研发预防与治疗性药物，最终实现“Biacore，for a better life”的愿景。

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