1. 介绍
世界各地的研究人员都在竞相开发潜在的疫苗和药物,以对抗称为SARS-Cov-2的新型冠状病毒。现在,一组研究人员已经弄清楚了冠状病毒用来入侵人类细胞的一种关键蛋白质的分子结构,根据新的发现,这有可能为疫苗的开发打开大门。先前的研究表明,冠状病毒通过所谓的“尖峰”蛋白侵入细胞,但这些蛋白在不同的冠状病毒中呈不同的形状。这项研究的高级作者,得克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学副教授杰森·麦克莱伦说,弄清楚SARS-Cov-2中的刺突蛋白的形状是弄清楚如何靶向该病毒的关键。尽管冠状病毒使用许多不同的蛋白质来复制和侵袭细胞,但刺突蛋白是它用来结合受体的主要表面蛋白,另一种蛋白像进入人类细胞的门一样。刺突蛋白与人细胞受体结合后,病毒膜与人细胞膜融合,使病毒基因组进入人细胞并开始感染。因此,“如果可以防止附着和融合,就可以防止进入,”麦克莱伦告诉Live Science。
2019-nCoV S的整体结构类似于SARS-CoV S的整体结构,在959个Cα原子上的均方根偏差(RMSD)为3.8 Å。这两个结构之间的较大差异之一(尽管仍然相对较小)是RBD在其各自的向下构象中的位置(图1)。尽管观察到这种构象差异,但当2019-nCoV S的单个结构域与SARS-CoV S的对应结构域对齐时,它们反映了两种蛋白质之间的高度结构同源性 [1]。

Figure 1. Structure of 2019-nCoV S in the pre-fusion conformation [1]
图1. 融合前构象的2019-nCoV S结构 [1]
西湖大学高级研究所的周强和同事通过低温电子显微镜捕获了这种相互作用的快照,揭示了冠状病毒如何劫持血管紧张素转化酶(ACE2) (一种参于血压调节的酶)背后的某些化学反应。研究人员认为,这种结构可能导致阻断这种相互作用的抗体的发展。ACE2是将激素血管紧张素转换成其活性形式的一连串酶中的第一个。当被酶切割时,血管紧张素使血管收缩。SARS-CoV-2突突蛋白具有感染人类细胞的两个关键要素。S1亚基中的一串氨基酸直接与ACE2的称为肽酶结构域的蛋白质切割部分结合。刺突蛋白的S2亚基有助于病毒融合至人类细胞。科学家发现,ACE2的蛋白质裂解部分通过由酶上桥状结构,形成极性相互作用与刺突结合。受体结合结构域的两端,通过氢键和范德华力粘附在ACE2上。麦克莱伦说,SARS-CoV-2与ACE2的结合要比2003年引起严重急性呼吸系统综合症爆发的病毒更牢固。通过研究表明,细微的氨基酸变化会形成盐桥善范德华相互作用,他说这可能是更强的基础 [2]。
2. 假设
水是所有生化过程都在进行的自然背景。在自然界中,只有四种类型的相互作用(强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用和重力相互作用)是已知的。其中两种相互作用是纯粹的核相互作用,而引力相互作用仅在宇宙尺度上显示出来。因此,很明显,在任何生物系统的范围内,只有电磁相互作用是必不可少的。为了简单起见,我们注意到任何生物过程的整体特异性最终都会降低到某些电磁相互作用。正是由于这个原因,必须综合研究在其自组织和对其他物体的影响中起决定性作用的水的电磁特性。这些特性在所有生化和生物物理过程中无一例外地显示出来。
水的电动力特性的特定特征(首先,它的介电常数ε (ω)很大)的特殊性是许多化合物分子自然解离和重要微量元素必要离子组成形成的原因。否则,一个生物体许多系统的正常运行(特别是选择性膜的运行)将是不可能的。
水的分散特性的变化可对远程相互作用产生非常强的影响(通过分离电荷之间的静电力和范德华类型的力(定义中性原子和分子系统的相互作用)的影响)生命系统的基本元素,例如细胞,病毒,生物大分子,酶等 [3]。
冠状病毒SARS-CoV是SARS的主要原因,它通过与该外切酶结合而发生膜融合而进入肺内皮细胞。这种相互作用是由SARS-CoV峰值蛋白介导的。最近的观察结果进一步支持了这一结论,即肺内皮细胞表达高水平的ACE2。
尽管冠状病毒使用许多不同的蛋白质来复制和侵袭细胞,但刺突蛋白是它用来结合受体的主要表面蛋白-另一种蛋白像进入人类细胞的门一样。刺突蛋白与人细胞受体结合后,病毒膜与人细胞膜融合,使病毒基因组进入人细胞并开始感染。
刺突蛋白结构的稳定性基于范德华斯弱电动力和氢键的整体相互作用。融合前刺突蛋白的稳定性需要某种支持冠状病毒范德华斯相互作用和氢键形成蛋白刺突链的介质。显然,这种介质是一种水基介质,因为蛋白质的所有生化形式都需要在生物系统中存在水分子。融合前加标蛋白向融合后蛋白的以下转变还需要特定的水基介质来支持正确的转变和桥的形成,以帮助冠状病毒与人细胞膜融合。
原子和分子之间的范德华力通常作用在相对较短的距离上,并且与分子和原子的分子间距离的七次幂的倒数成比例。对于半径R相同的两个球体,作为粒子分离距离D的函数的相互作用能W为:
(1)
Hamaker常数A131取决与材料1和介质3的相对介电常数。
等式(1)得出了介质相对介电常数对于范德华相互作用能的重要作用。
因此,基于水的介质电动参数的修改会导致范德华尔相互作用和氢键的显着变化,这可能会导致抑制和中断突突蛋白链的正确形成。这种情况显然使冠状病毒的生命序列丧失了与人细胞膜的附着和融合能力。
我们建议这种能中断冠状病毒生命周期的试剂是具有异常电动特性的MRET水。人类受试者可以定期饮用MRET水,以预防冠状病毒感染。
在美国的AltheaDx技术公司进行的研究证实,MRET活化的水基培养基在基因水平上不会影响细胞。它以积极的方式影响了正常PBMC细胞的形态,提高了其生存能力 [4]。
MRET活化水是在美国分子共振效应技术(MRET,美国专利号6022479)中获得专利的。MRET水活化剂是具有复合结构的细微,低频,共振电磁场的固定源。低频复合电磁场的起源是当聚合体暴露于特定频率和波长的外部电磁场时,由MRET高分子化合物的线性分子基围(体积分形几何矩阵)形成的纳米圆形内部的强电活动。电导率和介电常数值的显着降低证实了借助MRET活化过程生产的活化水中水分子的相对较高的远距离动态结构。活性水的长期储存(在20℃下长达5小时)不会显着影响其修饰的电动特性,因此证实了MRET活性水在30℃的情况下能够保持相当长一段时间的异常特性的能力。激活时间,如果激活60分钟,则会出现更高级别的“长期水记忆”现象。MRET水在加热至72℃后活化30分钟后,其介电常数和电导率的显着降低,证实了其对热效应的稳定性。它证明了在非常低的频率范围内,施加了EMF(电磁场)的MRET水的电动力学特性(介电常数和电导率)的反常行为,从而为MRET活化的极化取向多层结构提供了一些证据水和MRET水对生物系统中细胞正常功能的可能影响。
广泛的实验工作证实了MRET水的好处。在莫斯科国立大学和卡尔斯巴德CAI环境实验室进行的测试表明,对水进行MRET处理具有平衡pH指数(酸/碱平衡),改变电导率和介电常数的作用。这些发现表明,水的MRET处理可以中和体内的自由基,并迫使抗体恢复到正常的有效状态。结果是相关的免疫由于上述因素,缺陷(超级免疫和自动免疫)会自动恢复到最佳状态。MRET水的异常电动力学特性提供了一些有关其对细胞电活动的可能影响的证据。介电常数等水的电动力特性与生化的关系,细胞的活性可以通过脱氧核糖核酸(DNA)的分散特性分析来解释。
3. 假设证明
严重急性呼吸道综合症(SARS)是高热的呼吸系统疾病。该病在病因上与一种新型冠状病毒有关,这种新型冠状病毒已被命名为SARS相关冠状病毒(SARS-CoV),其基因组已于近期测序。由于它是冠状病毒科的成员,因此其刺突蛋白(S2)被认为通过促进病毒膜与宿主细胞膜之间的融合而在病毒进入中起着核心作用。负责病毒诱导的HIV-1膜融合的蛋白质(gp41)的长度不同,并且与S2没有序列同源性。许多包膜病毒的感染需要病毒和细胞膜融合。病毒包膜蛋白介导该膜融合过程。这些蛋白质被合成为前体(逆转录病毒科中为ENV,冠状病毒科中为E2),随后被加工成跨膜亚单位(逆转录病毒HIV-1中为gp41,冠状病毒SARS-CoV中为S2),负责病毒诱导的膜。融合,以及负责与细胞受体相互作用的表面亚基。这项研究指出了两种病毒蛋白的相似作用方式,表明靶向病毒诱导的膜融合步骤的抗病毒策略可以从HIV-1适应SARS-CoV (图2)。最近,FDA批准了Enfuvirtide (一种与HIV-1 gp41的C端七肽重复序列相对应的合成肽)作为抗AIDS药物。Enfuvirtide和另一种抗HIV-1肽C34通过与gp41中的亮氨酸/异亮氨酸拉链样序列结合发挥其抑制活性,从而抑制了激活它所需的gp41的构象变化。我们建议对应于S2蛋白C端七肽重复序列的肽可作为SARS-CoV进入的抑制剂 [5]。
(a) (b)
Figure 2. Comparative protein structures
图2. 比较蛋白质结构
图2 HIV-1和SARS-CoV融合蛋白的相似性显示了HIV-1 gp41(a)和SARS-CoV的等效S2蛋白(b)。与两种蛋白质N末端相邻的亮氨酸/异亮氨酸七肽重复序列以红色显示。C端七肽重复序列为绿色。限制一个环结构的半胱氨酸残基(紫色)位于两个七肽重复序列之间。富含芳香残基的基序标记为蓝色,跨膜段为橙色。对应于C端七肽重复序列的肽以黄色显示 [5],该肽可作为HIV-1进入细胞的有效抑制剂。
临床观察在泰国罗布里省南府的Thamarakniwet基金会进行。
调查是在曼谷大都市艾滋病控制部主任Peerayot Trongsawad博士的监督。
该研究在2004年8月至2005年8月期间对38名艾滋病患者进行了研究。除处方的抗HIV药物外,所有患者每天都饮用1.5升MRET活化水作为补充治疗。在临床观察过程中,所有38例患者均定期接受CD4计数检查,并要求每周提交有关其健康状况的报告。
在同一时间段内同时观察了另一组艾滋病患者(对照组)。他们使用的是相同类型的处方抗HIV药物,但没有免费饮用MRET水 [6]。
第一种方法:收集和分析每周健康状况报告和CD4计数报告;
第二种方法:参加该观察的患者进行小组访谈和个人访谈。
选择38名19至49岁之间的患者进行临床实验。
总结观察结果,我们可以表明,根据研究的艾滋病患者健康状况分级,36例患者的健康状况显着改善,2例患者的健康状况没有任何改善。
由于预算限制,选择了两名患者在曼谷病理学实验室进行两项检查。一种测试是读取CD4计数(免疫系统)的水平,另一种是病毒载量(体内病毒的数量)。对于CD4读取,健康的身体具有800~1200个细胞/微升的范围。
对于病毒载量,该仪器可以测量50~5000份/毫升。数量越少,体内的病毒越少,随后对患者身体的攻击也就越少。
用MRET水前 用MRET水后 用MRET水后2004年8月 2004年9月 2005年7月
Figure 3. Patient Mr. Sa-ad
图3. 病人Sa-ad先生
图3患者Sa-ad先生在临床实验期间被观察到恢复正常肤色。
第一名患者Sa-ad先生:
在使用MRET活化水的11个月内,他的CD4计数从2增加到840。他的病毒载量小于50。
第二位病人Un-ruang先生:
在使用MRET水的三个月内,他的CD4计数从90增加到805。他的病毒载量也小于50。
未进行MRET水治疗的患者组:
同时观察未喝MRET水的患者(对照组),提供的证据表明这些患者的健康状况未见任何明显改善。
4. 结论
总结观察结果,我们可以表明,按照研究的艾滋病患者健康状况分级,36例患者的健康状况显着改善,2例患者的健康状况未见任何改善。
我们在2004年~2005年在泰国华富里府WAT Phrabaat namphu的Thammarakniwet基金会进行的临床试验中,观察到MRET补水治疗HIV病人的积极结果。最近的研究数据表明,这两种病毒蛋白的作用方式相似,表明靶向病毒诱导的膜融合步骤的抗病毒策略可以从HIV-1适应SARS-CoV。我们认为,患者的MRET耗水量可能会导致人体水基介质的介电常数,电导率和氢键的改变。它导致范德华尔相互作用和氢键的显着变化,从而导致抑制和中断病毒刺突蛋白链的正确形成。这种情况显然使冠状病毒的生命序列丧失了与人细胞膜的附着和融合能力。