摘要
新冠病毒 SARS-CoV-2 的受体结合区域（RBD）与人 ACE2 受体结合导致感染。在这项研究中，通过密度泛函理论（DFT）模拟研究了原始毒株、德尔塔和奥密克戎变异株的 SARS-CoV-2 刺突 RBD 与人 ACE2 受体连接形成的复合物，获得了二者之间的结合能。原始毒株、德尔塔和奥密克戎变异株的 SARS-CoV-2 刺突 RBD 与人 ACE2 受体的结合能计算值分别为 −4.76、−6.68 和 −11.77 eV。这些结合能值表明，奥密克戎变异株与 ACE2 的结合比原始毒株和德尔塔变异株的结合有利得多，这可能从分子水平上解释了奥密克戎变异株能取代原始毒株和德尔塔变异株成为流行毒株的原因。本研究中发现的结合能和这些能量的分解有望有助于中和药物的开发。
模型
作者从公开的蛋白质数据库中获得了三种毒株的刺突与受体的冷冻电镜结构数据，并在刺突蛋白与受体接触面附近 15 埃范围内选择了合适的分子大小作为计算模型。结合体的原子数在 3000 以上。
计算与结果
作者对结构进行了基本的优化后，计算了体系能量，计算能量时考虑了基组重叠误差（BSSE）和范德华力泛函校正。计算结果表面，奥密克戎毒株的刺突蛋白具有最大的受体结合能，这与实际观察到的传播能力的表现一致。
参考
- Yamacli, S., Avci, M., Computation of the Binding Energies between Human ACE2 and Spike RBDs of the Original Strain, Delta and Omicron Variants of the SARS-CoV-2: A DFT Simulation Approach. Adv. Theory Simul. 2022, 2200337. https://doi.org/10.1002/adts.202200337