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요약 코로나바이러스의 표면 돌기 단백질 구조. 숙주세포의 표면에 대못처럼 꽂혀 쉽게 부착되도록 하는 기능을 담당한다. 스파이크 단백질은 숙주세포의 수용체와 상호작용을 하여 숙주세포의 막과 융합하고, 이를 통해 바이러스의 유전물질이 숙주세포 안으로 침투하도록 하여, 바이러스 전염의 가장 첫 단계 기능을 담당한다.
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접기개요
코로나바이러스의 표면에 돌기처럼 솟아 있는 단백질 구조. 코로나바이러스의 표면에 솟아 있는 스파이크 단백질은 숙주세포의 표면에 대못처럼 꽂혀 쉽게 부착되도록 하는 기능을 담당하기 때문에 대못을 뜻하는 '스파이크(spike)'라는 이름이 붙었다. 스파이크 단백질은 숙주세포의 수용체와 상호작용을 하여 숙주세포의 막과 융합하고, 이를 통해 바이러스의 유전물질이 숙주세포 안으로 침투하도록 하여, 바이러스 전염의 가장 첫 단계 기능을 담당한다.
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코로나바이러스의 구조
코로나바이러스는 리보핵산(RNA) 유전체를 갖고 있으며, 유전정보를 가진 뉴클레오캡시드(nucleocapsid, N) 단백질, 매트릭스(matrix, M) 단백질, 작은 외피(small envelope, E) 단백질, 표면돌기(spike, S) 당단백질 등의 구조 단백질로 구성되어 있다. 이중 껍질을 이루는 작은 외피 단백질 바깥쪽에 붙어 있는 표면돌기 단백질을 '스파이크 단백질'이라고 부른다.
기능
스파이크 단백질은 골프채 모양의 돌기로 바이러스의 표면에 꽂혀 있어 왕관과 같은 코로나 모양을 이룬다. 스파이크 단백질은 숙주 세포 수용체와 상호작용을 하여 막을 융합하면서 바이러스가 숙주 세포의 안쪽으로 침투할 수 있도록 한다. 침투한 바이러스는 외피를 벗어버린 후 유전정보를 가진 RNA가 숙주의 세포를 이용하여 바이러스를 복제·증식하고, 복제된 바이러스 유전체는 다시 막과 외피, 표면돌기인 스파이크 단백질과 합체한 후에 숙주 세포에서 벗어난다. 이 과정을 통해서 바이러스가 확산된다.
숙주 세포 내에서 바이러스의 유전체가 복제·증식하고 다시 외피와 스파이크 단백질과 합체하는 과정에서 돌연변이와 빈번한 유전자 재조합 현상이 발생하게된다. 이를 통해 변이종 코로나바이러스가 발생하게 된다. 사스, 메르스, 코로나바이러스감염증-19는 모두 이와 같이 숙주 세포 안에서 바이러스의 유전자가 복제·증식하는 과정을 통해 돌연변이가 발생한 경우이다.
이와 같은 스파이크 단백질의 기능을 이용해 코로나바이러스에 대한 항체를 유도하기 위한 목적으로 만든 항원이 스파이크 항원이다. 스파이크 항원은 코로나바이러스감염증-19 등 관련 질환의 예방과 치료를 위한 백신과 치료제 개발을 위해 사용된다.
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