利用微量热技术研究病毒结构与宿主细胞受体结合反应

2019年底在武汉爆发的新冠肺炎(2019 novel coronavirus disease, COVID-19)造成国内外乃至全球的大冲击，无论是医药、经济、贸易及各产业体系均受到巨大考验。藉由全球科学家们日以继夜的努力研究，发现新冠肺炎可能的致病基理；其中较为关键的是新冠病毒感染主要是藉由新冠病毒上的S蛋白(spike protein)，专一性的识别攻击人类细胞受体ACE2 (angiotensin converting enzyme 2)进而引起后续的反应。相较于同是冠状病毒的SARS，COVID-19识别人类细胞受体的专一性更强高出20倍1-3。鉴于新冠肺炎启发，本文将回顾利用等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry, ITC)及差式扫描量热法(differential scanning calorimetry, DSC)研究病毒相关的技术文献。期望能对抗病毒药物开发、疫苗、检验试剂及基础研究等领域，提供有用的信息。

總結
结合DSC和ITC研究来了解病毒的结构和作用模式的研究机构正在迅速增长。 DSC 对于阐明病毒结构的热力学轮廓非常宝贵，有助于了解病毒成分的稳定性以及病毒株的可靠性和识别能力。病毒毒性取决于病毒与结合目标的专一性及感染细胞的能力，而ITC 已被证实是非常强大的检测技术，可用于有效地表征病毒与其受体间发生的任何反应。由于病毒只由几个主要的蛋白质和核酸组成，因此这些成分是如何组装及相互作用，都能藉由微量热技术针对完整的病毒进行热量研究。同时，经由精心设计的DSC或ITC实验所得到完整病毒特定结构信息，可与其他需要纯化蛋白质或核酸成分才能提供可解释数据的技术相媲美。 快速且准确地评估病毒结构和毒性等因素，对于扩大病毒的结构-活性关系的数据库是至关重要的，从而才能够及时应对病毒爆发和大流行。