Xeno-Nucleic Acid (XNA) 2'-Fluoro-Arabino Nucleic Acid (FANA) Aptamers to the Receptor-Binding Domain of SARS-CoV-2 S Protein Block ACE2 Binding.
Xeno-Nucleic Acid (XNA) 2'-Fluoro-Arabino Nucleic Acid (FANA) Aptamers to the Receptor-Binding Domain of SARS-CoV-2 S Protein Block ACE2 Binding.
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DOI：
10.3390/v13101983
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发表时间：
2021-10-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
DeStefano JJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alves Ferreira-Bravo I;DeStefano JJ
COVID-19的病原体SARS-CoV-2通过病毒S蛋白上的受体结合结构域（RBD）与人类宿主细胞表面的血管紧张素转换酶2（ACE 2）的相互作用进入细胞。通过指数富集的配体系统进化（SELEX）用于产生针对由2-氟-阿拉伯糖核酸（FANA）制成的RBD的适体（针对对靶标的高结合亲和力而选择的核酸）。最佳选择的~79个核苷酸适体结合RBD（Arg 319-Phe 541）和较大的S1结构域1272个氨基酸的S蛋白的氨基酸残基（Val 16-Arg 685），平衡解离常数（KD，app）为约10-20 nM，RBD、S1结构域和完整三聚体S蛋白的结合半衰期为53 ± 18、76 ± 5和127 ± 7 min，分别在ELISA测定中，适体抑制RBD与ACE 2的结合。以单位重量计，抑制作用与RBD特异性中和抗体相似。适体表现出高特异性，与原始SARS病毒的相关S1结构域结合的亲和力低约10倍，该结构域也与ACE 2结合。总的来说，FANA适体显示出与先前的DNA适体相当的对RBD和S1蛋白的亲和力，并且在使用替代的异种核酸（XNA）平台时直接阻断受体相互作用。
The causative agent of COVID-19, SARS-CoV-2, gains access to cells through interactions of the receptor-binding domain (RBD) on the viral S protein with angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) on the surface of human host cells. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) was used to generate aptamers (nucleic acids selected for high binding affinity to a target) to the RBD made from 2ʹ-fluoro-arabinonucleic acid (FANA). The best selected ~79 nucleotide aptamers bound the RBD (Arg319-Phe541) and the larger S1 domain (Val16-Arg685) of the 1272 amino acid S protein with equilibrium dissociation constants (KD,app) of ~10–20 nM, and binding half-life for the RBD, S1 domain, and full trimeric S protein of 53 ± 18, 76 ± 5, and 127 ± 7 min, respectively. Aptamers inhibited the binding of the RBD to ACE2 in an ELISA assay. Inhibition, on a per weight basis, was similar to neutralizing antibodies that were specific for RBD. Aptamers demonstrated high specificity, binding with about 10-fold lower affinity to the related S1 domain from the original SARS virus, which also binds to ACE2. Overall, FANA aptamers show affinities comparable to previous DNA aptamers to RBD and S1 protein and directly block receptor interactions while using an alternative Xeno-nucleic acid (XNA) platform.
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