近日，我校化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心贺晓鹏教授课题组在荧光阵列区分新冠病毒突变体研究中取得新进展，相关研究成果以“Fluorogenic Peptide Sensor Array Derived from Angiotensin-ConvertingEnzyme 2 Classifies Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Variants of Concern”为题发表于《美国化学会志》。
新型冠状病毒的全球大流行对人类社会带来了不可估量的经济损失与社会负担，并造成了大规模人员死亡。因而，对于未知高致病病原微生物的实时监测，及对其高感染与致病性突变体的快速分型，可及时有效地为全球及地区卫生系统的病毒防治策略部署提供判断依据。现有检测技术往往需要裂解病毒并提取其核酸或蛋白质分子，继而通过测序、PCR、质谱等手段解析病毒的分子结构。这些技术操作要求高、测试耗时长且成本昂贵，不适合经济欠发达地区普及，于是，可直接在病毒无损条件下，应用简易高通量设备，快速实现病毒甄别及其表型特征解析的传感技术仍亟待开发。
针对上述关键问题，贺晓鹏教授课题组基于前期对甲型流感病毒（Chem 2022, 8,1750）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 8917）快速检测分型的工作基础，进一步发展了一种基于荧光多肽的传感阵列，准确实现了新冠病毒的突变体区分。研究人员通过对新冠病毒刺突蛋白受体结合域（RBD）与其经典人细胞受体hACE2相互作用的界面解析，从后者截短并剪接了多个结合多肽。经AlphaFold2模拟及圆二色谱分析，发现部分多肽保有本征螺旋结构。随后，通过荧光标签的引入及与多种具有荧光猝灭效应低维材料的超分子复合，构建了荧光可竞争激活的多肽传感阵列。最终经由荧光酶标仪高通量正交筛选及主成分分析，验证多肽阵列可在一株原始株存在下，有效区分包括Alpha、Beta、Delta、Gamma和Omicron在内，世界卫生组织（WHO）高度关切的5个新冠变异株（VOC），分析结果与病毒的系统发育树一致，并与病毒感染力高度关联；还通过表达不同VOC重组RBD验证了多肽系通过与RBD的竞争结合，引导了阵列体系不同程度的荧光呈现，随后对这些荧光特征信号集的降维分析实现了病毒精准分型。
该文章共同通讯作者为我校化学与分子工程学院贺晓鹏教授、天津医科大学周东明教授和英国巴斯大学Tony James教授，共同第一作者为化学学院博士毕业生豆伟涛、童沛洪博士和天津医科大学邢嫚博士。该研究工作得到了田禾院士的悉心指导，并获得了国家自然科学基金委重大研究计划（重点/集成项目）、上海市科委国际科技合作项目、中央高校基本业务费、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心等资助。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06172