Coronavirus spike protein
স্পাইক (এস) গ্লাইকোপ্রোটিন (কখনও কখনও স্পাইক প্রোটিনও বলা হয়, যা পূর্বে ই2 নামে পরিচিত ছিল) হল করোনভাইরাসগুলিতে পাওয়া চারটি প্রধান কাঠামোগত প্রোটিনের মধ্যে বৃহত্তম। স্পাইক প্রোটিন ট্রাইমারগুলিতে একত্রিত হয় যা বড় কাঠামো তৈরি করে, যাকে স্পাইক বা পেপ্লোমার বলা হয়, যা ভিরিওনের পৃষ্ঠ থেকে প্রক্ষেপিত হয়। নেতিবাচক দাগ সংক্রমণ ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে কল্পনা করা হলে এই স্পাইকগুলির স্বতন্ত্র চেহারা, "সৌর করোনাকে স্মরণ করা", ভাইরাস পরিবারকে এর প্রধান নাম দেয়। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন-এর কাজ হল প্রথমে বাহ্যিক কোষ পৃষ্ঠের অণুগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং তারপরে ভাইরাল এবং সেলুলার ঝিল্লিগুলিকে ফিউজ করে হোস্ট কোষে ভাইরাল প্রবেশের মধ্যস্থতা করা। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন হল একটি প্রথম শ্রেণীর ফিউশন প্রোটিন যার দুটি অঞ্চল রয়েছে, যা এস1 এবং এস2 নামে পরিচিত, যা এই দুটি কাজের জন্য দায়ী। এস1 অঞ্চলে রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেন রয়েছে যা কোষের পৃষ্ঠের রিসেপ্টরগুলির সাথে আবদ্ধ হয়। করোনভাইরাসগুলি রিসেপ্টরগুলির একটি খুব বৈচিত্র্যময় পরিসীমা ব্যবহার করে; SARS-CoV (যা SARS সৃষ্টি করে) এবং SARS-CoV-2 (যা COVID-19 সৃষ্টি করে) উভয়ই অ্যাঞ্জিওটেনসিন-রূপান্তরকারী এনজাইম 2 (ACE2) এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। এস2 অঞ্চলে হোস্ট কোষের সাথে ঝিল্লি সংমিশ্রণের জন্য প্রয়োজনীয় ফিউশন পেপটাইড এবং অন্যান্য সংমিশ্রণ পরিকাঠামো রয়েছে, যা সংক্রমণ এবং ভাইরাল প্রতিলিপির জন্য একটি প্রয়োজনীয় পদক্ষেপ। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন ভাইরাসের পোষক পরিসীমা (এটি কোন জীবকে সংক্রামিত করতে পারে) এবং কোষ ট্রপিজম (এটি কোনও জীবের মধ্যে কোন কোষ বা টিস্যুকে সংক্রামিত করতে পারে) নির্ধারণ করে। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন অত্যন্ত ইমিউনোজেনিক। সার্স এবং কোভিড-19 থেকে সুস্থ হওয়া রোগীদের মধ্যে স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন-এর বিরুদ্ধে অ্যান্টিবডি পাওয়া যায়। নিরপেক্ষকারী অ্যান্টিবডিগুলি রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেনে এপিটোপগুলিকে লক্ষ্য করে। কোভিড-19 মহামারীর প্রতিক্রিয়ায় বেশিরভাগ কোভিড-19 টিকা বিকাশের প্রচেষ্টার লক্ষ্য স্পাইক প্রোটিনের বিরুদ্ধে ইমিউন সিস্টেমকে সক্রিয় করা। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন প্যাথোজেনিসিটির প্রধান নির্ধারক নয়, যা অন্যান্য প্রোটিন যা সনাক্ত করা বাকি রয়েছে, তবে এর মিউটেশনগুলি ভাইরাসকে অনাক্রম্যতা এড়ানোর ক্ষমতা প্রদান করে। কাঠামো স্পাইক প্রোটিন খুব বড়, প্রায়শই 1200 থেকে 1400 অ্যামিনো অ্যাসিড অবশিষ্টাংশ দীর্ঘ; এটি সার্স-কোভ-2-এ 1273 অবশিষ্টাংশ। এটি একটি একক-পাস ট্রান্সমেম্ব্রেন প্রোটিন যার ভাইরাসের অভ্যন্তরে একটি ছোট সি-টার্মিনাল লেজ, একটি ট্রান্সমেম্ব্রেন হেলিক্স এবং ভাইরাসের বাইরের অংশে একটি বড় এন-টার্মিনাল এক্টোডোমেইন রয়েছে। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন হোমোট্রিমার গঠন করে যেখানে প্রোটিনের তিনটি অনুলিপি তাদের এক্টোডোমেইনের মাধ্যমে মিথস্ক্রিয়া করে। ট্রিমার কাঠামোগুলিকে ক্লাব-নাশপাতি বা পাপড়ি আকৃতির হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে। প্রতিটি স্পাইক প্রোটিনে দুটি অঞ্চল থাকে যা এস1 এবং এস2 নামে পরিচিত, এবং একত্রিত ট্রিমারে এন-টার্মিনাল প্রান্তে এস1 অঞ্চলগুলি ভাইরাল পৃষ্ঠ থেকে সবচেয়ে দূরে প্রোটিনের অংশ গঠন করে যেখানে এস2 অঞ্চলগুলি একটি নমনীয় "ডালপালা" গঠন করে যা বেশিরভাগ প্রোটিন-প্রোটিন মিথস্ক্রিয়া ধারণ করে যা ট্রিমারটিকে জায়গায় ধরে রাখে। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন-এর এস1 অঞ্চলটি ভাইরাল প্রবেশের প্রথম ধাপে পোষক কোষের পৃষ্ঠে রিসেপ্টর অণুগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়ার জন্য দায়ী। এস1-এ দুটি ডোমেন রয়েছে, যাকে এন-টার্মিনাল ডোমেন (এনটিডি) এবং সি-টার্মিনাল ডোমেন (সিটিডি) বলা হয়, যা কখনও কখনও এ এবং বি ডোমেন নামেও পরিচিত। করোনভাইরাসের উপর নির্ভর করে, রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেন (আরবিডি) হিসাবে উভয় বা উভয় ডোমেন ব্যবহার করা যেতে পারে। লক্ষ্য রিসেপ্টরগুলি খুব বৈচিত্র্যময় হতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে কোষ পৃষ্ঠ রিসেপ্টর প্রোটিন এবং রিসেপ্টর বা কোরসেপ্টর হিসাবে সিয়ালিক অ্যাসিডের মতো শর্করা। সাধারণভাবে, এন. টি. ডি চিনির অণুগুলিকে আবদ্ধ করে যখন সি. টি. ডি প্রোটিনগুলিকে আবদ্ধ করে, মাউস হেপাটাইটিস ভাইরাস ব্যতীত যা তার এন. টি. ডি ব্যবহার করে সি. ই. এ. সি. এ. এম1 নামক প্রোটিন রিসেপ্টরটির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। এন. টি. ডি-তে গ্যালাকটিনের মতো প্রোটিন ভাঁজ থাকে, তবে গ্যালাকটিনের তুলনায় চিনির অণুগুলিকে কিছুটা আলাদাভাবে আবদ্ধ করে। সিটিডি তার রিসেপ্টর ডাইপেপটিডাইল পেপটিডেস-4-এর সাথে এমইআরএস-সিওভি এবং তাদের রিসেপ্টর অ্যাঞ্জিওটেনসিন-রূপান্তরকারী এনজাইম 2 (এসিই2)-এর সাথে সার্স-সিওভি এবং সার্স-সিওভি-2-এর মিথস্ক্রিয়ার জন্য দায়ী। এই ভাইরাসগুলির সি. টি. ডি-কে আরও দুটি উপ-ডোমেনে বিভক্ত করা যেতে পারে, যা মূল এবং বর্ধিত লুপ বা রিসেপ্টর-বাইন্ডিং মোটিফ (আর. বি. এম) নামে পরিচিত, যেখানে লক্ষ্য রিসেপ্টরটির সাথে সরাসরি যোগাযোগ করা বেশিরভাগ অবশিষ্টাংশ অবস্থিত। এসিই2-এর সঙ্গে সার্স-কোভ এবং সার্স-কোভ-2 স্পাইক প্রোটিনের মিথস্ক্রিয়ার মধ্যে সূক্ষ্ম পার্থক্য রয়েছে, প্রধানত আরবিএম-এ। একাধিক করোনভাইরাস থেকে স্পাইক প্রোটিনের তুলনা থেকে বোঝা যায় যে আরবিএম অঞ্চলে বিচ্যুতি লক্ষ্য রিসেপ্টরগুলির পার্থক্যের জন্য দায়ী হতে পারে, এমনকি যখন এস1 সিটিডি-র মূল কাঠামোগতভাবে খুব অনুরূপ। করোনভাইরাস বংশের পাশাপাশি চারটি প্রধান করোনভাইরাস উপগোষ্ঠী জুড়ে, এস 1 অঞ্চলটি এস 2-এর তুলনায় কম ভালভাবে সংরক্ষিত, কারণ ভাইরাস-নির্দিষ্ট হোস্ট সেল রিসেপ্টরগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়ায় এর ভূমিকা উপযুক্ত। এস1 অঞ্চলের মধ্যে, সিটিডি-র তুলনায় এনটিডি বেশি সংরক্ষিত। স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন-এর এস2 অঞ্চল ভাইরাল খাম এবং পোষক কোষের মধ্যে ঝিল্লি সংমিশ্রণের জন্য দায়ী, যা কোষে ভাইরাসের জিনোম প্রবেশ করতে সক্ষম করে। এস2 অঞ্চলে ফিউশন পেপটাইড রয়েছে, যা বেশিরভাগ হাইড্রোফোবিক অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি প্রসারিত অংশ যার কাজ হল পোষক কোষের ঝিল্লিতে প্রবেশ করা এবং অস্থিতিশীল করা। এস2-এ এইচআর1 এবং এইচআর2 নামে পরিচিত দুটি হেপ্টাড রিপিট সাবডোমেন রয়েছে, যাকে কখনও কখনও "ফিউশন কোর" অঞ্চল বলা হয়। এই সাবডোমেনগুলি ফিউশন প্রক্রিয়া চলাকালীন নাটকীয় গঠনমূলক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় এবং একটি ছয়-হেলিক্স বান্ডিল তৈরি করে, যা প্রথম শ্রেণীর ফিউশন প্রোটিনের একটি বৈশিষ্ট্য। এস2 অঞ্চলে ভিরিওনের অভ্যন্তরে অবস্থিত ট্রান্সমেম্ব্রেন হেলিক্স এবং সি-টার্মিনাল লেজও অন্তর্ভুক্ত বলে মনে করা হয়। এস1-এর তুলনায়, এস2 অঞ্চলটি করোনভাইরাসগুলির মধ্যে খুব ভালভাবে সংরক্ষিত। অনুবাদ-পরবর্তী পরিবর্তনগুলি এন-লিঙ্কযুক্ত গ্লাইকোসাইলেশনের মাধ্যমে স্পাইক গ্লাইকোপ্রোটিন ব্যাপকভাবে গ্লাইকোসাইলেটেড হয়। SARS-CoV-2 স্পাইক প্রোটিনের গবেষণায় S1 অঞ্চলে O-লিঙ্কযুক্ত গ্লাইকোসাইলেশনও রিপোর্ট করা হয়েছে। ভিরিওনের অভ্যন্তরে অবস্থিত সি-টার্মিনাল লেজটি সিস্টিনের অবশিষ্টাংশে সমৃদ্ধ এবং পালমিটোইলেটেড। প্রোটোলাইটিক ক্লিভেজের মাধ্যমে স্পাইক প্রোটিন সক্রিয় হয়। এগুলি এস1-এস2 সীমানায় পোষক কোষ প্রোটিয়াস দ্বারা বিভক্ত হয় এবং পরে ফিউশন পেপটাইডের এন-টার্মিনাসের এস2 'সাইটে পরিচিত হয়। অন্যান্য প্রথম শ্রেণীর ফিউশন প্রোটিনের মতো, স্পাইক প্রোটিন ফিউশন প্রক্রিয়া চলাকালীন একটি খুব বড় গঠনমূলক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়। ক্রায়ো-ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি দ্বারা বেশ কয়েকটি করোনভাইরাস, বিশেষত সার্স-কোভ-2-এর প্রি-ফিউশন এবং পোস্ট-ফিউশন অবস্থা উভয়ই অধ্যয়ন করা হয়েছে। প্রাক-সংমিশ্রণ অবস্থার মধ্যে কার্যকরীভাবে গুরুত্বপূর্ণ প্রোটিন গতিবিদ্যাও লক্ষ্য করা গেছে, যেখানে একটি ট্রিমারে এস 2-এর সাথে সম্পর্কিত কিছু এস 1 অঞ্চলের আপেক্ষিক অভিমুখ পরিবর্তিত হতে পারে। বদ্ধ অবস্থায়, তিনটি এস1 অঞ্চলই নিবিড়ভাবে প্যাক করা থাকে এবং যে অঞ্চলটি পোষক কোষ রিসেপ্টরগুলির সাথে যোগাযোগ করে তা জীবাণুমুক্তভাবে অ্যাক্সেসযোগ্য নয়, অন্যদিকে খোলা অবস্থায় রিসেপ্টর বাঁধাইয়ের জন্য এক বা দুটি এস1 আরবিডি বেশি অ্যাক্সেসযোগ্য, একটি খোলা বা "আপ" কনফরমেশনে। অভিব্যক্তি এবং স্থানীয়করণ স্পাইক প্রোটিনকে এনকোডিং করা জিনটি ভাইরাসের পজিটিভ-সেন্স আরএনএ জিনোমের 3 'প্রান্তের দিকে অবস্থিত, অন্যান্য তিনটি কাঠামোগত প্রোটিন এবং বিভিন্ন ভাইরাস-নির্দিষ্ট আনুষঙ্গিক প্রোটিনের জন্য জিন সহ। স্পাইক প্রোটিনের প্রোটিন পাচার করোনভাইরাস উপগোষ্ঠীর উপর নির্ভরশীল বলে মনে হয়ঃ যখন অন্যান্য ভাইরাল প্রোটিন ছাড়াই বিচ্ছিন্নভাবে প্রকাশ করা হয়, তখন বিটাকোরোনাভাইরাস থেকে স্পাইক প্রোটিন কোষের পৃষ্ঠে পৌঁছাতে সক্ষম হয়, যখন আলফাকোরোনাভাইরাস এবং গামাকোরোনাভাইরাস থেকে আসা প্রোটিনগুলি আন্তঃকোষীয়ভাবে ধরে রাখা হয়। এম প্রোটিনের উপস্থিতিতে, স্পাইক প্রোটিন পাচার পরিবর্তন করা হয় এবং পরিবর্তে ই. আর. জি. আই. সি-তে রাখা হয়, যেখানে ভাইরাল সমাবেশ ঘটে। সার্স-কোভ-2-এ, এম এবং ই প্রোটিন উভয়ই বিভিন্ন পদ্ধতির মাধ্যমে স্পাইক প্রোটিন পাচারকে নিয়ন্ত্রণ করে। ভাইরাল সমাবেশ বা ভাইরাসের মতো কণা গঠনের জন্য স্পাইক প্রোটিনের প্রয়োজন হয় না; তবে, স্পাইকের উপস্থিতি খামের আকারকে প্রভাবিত করতে পারে। সমাবেশ এবং বাডিংয়ের সময় ভাইরিওনে স্পাইক প্রোটিনের অন্তর্ভুক্তি সি-টার্মিনাল লেজের মাধ্যমে এম প্রোটিনের সাথে প্রোটিন-প্রোটিন মিথস্ক্রিয়ার উপর নির্ভর করে। ক্রায়ো-ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে ভিরিওনের পরীক্ষা থেকে জানা যায় যে প্রতি ভিরিওনে প্রায় 25 থেকে 100টি স্পাইক ট্রিমার রয়েছে। ফাংশন স্পাইক প্রোটিন পোষক কোষে ভাইরাল প্রবেশের জন্য দায়ী, যা ভাইরাল প্রতিলিপির একটি প্রয়োজনীয় প্রাথমিক পদক্ষেপ। প্রতিলিপির জন্য এটি অপরিহার্য। এটি দুটি ধাপে এই কাজটি সম্পাদন করে, প্রথমে এস1 অঞ্চলের সাথে মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে পোষক কোষের পৃষ্ঠের একটি রিসেপ্টরকে আবদ্ধ করে এবং তারপরে এস2 অঞ্চলের ক্রিয়ার মাধ্যমে ভাইরাল এবং সেলুলার ঝিল্লিগুলিকে ফিউজ করে। নির্দিষ্ট করোনভাইরাসের উপর নির্ভর করে ফিউশনের অবস্থান পরিবর্তিত হয়, কেউ কেউ প্লাজমা ঝিল্লিতে প্রবেশ করতে সক্ষম হয় এবং অন্যরা এন্ডোসাইটোসিসের পরে এন্ডোসোম থেকে প্রবেশ করে। সংযুক্তি এস1 অঞ্চলে রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেনের কোষের পৃষ্ঠে তার লক্ষ্য রিসেপ্টরটির সাথে মিথস্ক্রিয়া ভাইরাল প্রবেশের প্রক্রিয়া শুরু করে। বিভিন্ন করোনভাইরাস বিভিন্ন কোষ-পৃষ্ঠ রিসেপ্টরগুলিকে লক্ষ্য করে, কখনও কখনও সিয়ালিক অ্যাসিডের মতো চিনির অণু ব্যবহার করে বা কোষের পৃষ্ঠে উন্মুক্ত প্রোটিনের সাথে প্রোটিন-প্রোটিন মিথস্ক্রিয়া তৈরি করে। বিভিন্ন করোনভাইরাস তাদের টার্গেট রিসেপ্টরগুলিতে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। একটি টার্গেট রিসেপ্টর যা এস1 বাঁধতে পারে তার উপস্থিতি হোস্ট রেঞ্জ এবং সেল ট্রপিজমের একটি নির্ধারক। স্পাইক প্রোটিনের প্রোটোলাইটিক ক্লিভেজ, যা কখনও কখনও "প্রাইমিং" নামে পরিচিত, ঝিল্লি সংমিশ্রণের জন্য প্রয়োজন। অন্যান্য প্রথম শ্রেণীর ফিউশন প্রোটিনের সাথে সম্পর্কিত, এই প্রক্রিয়াটি জটিল এবং ফিউশন পেপটাইড মুক্ত করার জন্য বিভিন্ন স্থানে দুটি বিভাজন প্রয়োজন, একটি এস1/এস2 সীমানায় এবং একটি এস2 'সাইটে। ভাইরাল জীবনচক্রের কোন অংশে এই ফাটলগুলি ঘটে তা করোনভাইরাসগুলি পরিবর্তিত হয়, বিশেষত এস1/এস2 ফাটল। অনেক করোনভাইরাস ভাইরাস উৎপাদনকারী কোষ থেকে ভাইরাল প্রস্থানের আগে এস1/এস2-এ ফুরিন এবং অন্যান্য প্রোপ্রোটিন রূপান্তর দ্বারা বিভক্ত হয়; সার্স-কোভ-2-এ একটি পলিবেসিক ফুরিন ক্লিভেজ সাইট এই অবস্থানে উপস্থিত থাকে। অন্যগুলি ইলাস্টেসের মতো এক্সট্রাসেলুলার প্রোটিজেস দ্বারা, রিসেপ্টর বাঁধাইয়ের পরে কোষের পৃষ্ঠে অবস্থিত প্রোটিজেস দ্বারা বা এন্ডোসাইটোসিসের পরে লাইসোসোমে পাওয়া প্রোটিজেস দ্বারা বিভক্ত হতে পারে। এই বিভাজনের জন্য দায়ী নির্দিষ্ট প্রোটিয়াসগুলি ভাইরাস, কোষের ধরন এবং স্থানীয় পরিবেশের উপর নির্ভর করে। এস. এ. আর. এস-সি. ও. ভি-তে, এন্ডোসোমে সিস্টাইন প্রোটিজেস ক্যাথেপসিন বি এবং ক্যাথেপসিন এল-এর অতিরিক্ত অবদান সহ সেরিন প্রোটিজ টি. এম. পি. আর. এস. এস 2 এই প্রক্রিয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। ট্রিপসিন এবং ট্রিপসিনের মতো প্রোটিয়াসও অবদান রাখে বলে জানা গেছে। SARS-CoV-2-এ, TMPRSS2 হল S2 'ক্লিভেজের জন্য প্রাথমিক প্রোটিজ, এবং এর উপস্থিতি ভাইরাল সংক্রমণের জন্য প্রয়োজনীয় বলে জানা গেছে, ক্যাথেপসিন এল প্রোটিজ কার্যকরী হলেও অপরিহার্য নয়। মেমব্রেন ফিউশন অন্যান্য প্রথম শ্রেণীর ফিউশন প্রোটিনের মতো, স্পাইক প্রোটিন তার প্রাক-ফিউশন গঠনে একটি মেটাস্টেবল অবস্থায় থাকে। একটি নাটকীয় গঠনমূলক পরিবর্তন এস2 অঞ্চলে হেপ্টাড পুনরাবৃত্তিগুলিকে একটি বর্ধিত ছয়-হেলিক্স বান্ডেলে পুনরায় ভাঁজ করতে প্ররোচিত করে, যার ফলে ফিউশন পেপটাইড কোষের ঝিল্লির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং ভাইরাল এবং কোষের ঝিল্লিকে কাছাকাছি নিয়ে আসে। রিসেপ্টর বাইন্ডিং এবং প্রোটোলাইটিক ক্লিভেজ (কখনও কখনও "প্রাইমিং" নামে পরিচিত) প্রয়োজন হয়, তবে এই গঠনমূলক পরিবর্তনের জন্য অতিরিক্ত ট্রিগারগুলি করোনভাইরাস এবং স্থানীয় পরিবেশের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। SARS-CoV-এর ইন ভিট্রো গবেষণায় ক্যালসিয়ামের ঘনত্বের উপর নির্ভরশীলতার পরামর্শ দেওয়া হয়েছে। করোনভাইরাসগুলির জন্য অস্বাভাবিকভাবে, সংক্রামক ব্রঙ্কাইটিস ভাইরাস, যা পাখিদের সংক্রামিত করে, শুধুমাত্র কম পিএইচ দ্বারা ট্রিগার হতে পারে; অন্যান্য করোনভাইরাসগুলির জন্য, কম পিএইচ নিজেই একটি ট্রিগার নয় তবে প্রোটিজগুলির ক্রিয়াকলাপের জন্য প্রয়োজনীয় হতে পারে, যা ফিউশনের জন্য প্রয়োজনীয়। মেমব্রেন ফিউশনের অবস্থান-প্লাজমা ঝিল্লিতে বা এন্ডোসোমে-গঠনমূলক পরিবর্তনের জন্য এই ট্রিগারগুলির উপলব্ধতার উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত হতে পারে। ভাইরাল এবং কোষের ঝিল্লির সংমিশ্রণ হোস্ট কোষ সাইটোসোলে ভাইরাসের পজিটিভ-সেন্স আরএনএ জিনোমের প্রবেশের অনুমতি দেয়, যার পরে ভাইরাল প্রোটিনের অভিব্যক্তি শুরু হয়। ভাইরাল এবং হোস্ট কোষের ঝিল্লির সংমিশ্রণ ছাড়াও, কিছু করোনভাইরাস স্পাইক প্রোটিন সংক্রামিত কোষ এবং পার্শ্ববর্তী কোষগুলির মধ্যে ঝিল্লি সংমিশ্রণ শুরু করতে পারে, যা সিনসাইটিয়া গঠন করে। কোষ সংস্কৃতিতে সংক্রামিত কোষে এই আচরণ লক্ষ্য করা যায়। SARS-CoV, MERS-CoV এবং SARS-CoV-2 সংক্রমণ থেকে রোগীর টিস্যু নমুনায় সিনসাইটিয়া দেখা গেছে, যদিও কিছু প্রতিবেদনে SARS-CoV এবং SARS-CoV-2 স্পাইকের মধ্যে সিনসাইটিয়া গঠনে পার্থক্য তুলে ধরা হয়েছে যা S1/S2 ক্লিভেজ সাইটের কাছাকাছি ক্রমের পার্থক্যের জন্য দায়ী। ইমিউনোজেনেসিটি যেহেতু এটি ভাইরাসের পৃষ্ঠে উন্মুক্ত থাকে, তাই স্পাইক প্রোটিন একটি প্রধান অ্যান্টিজেন যা নিরপেক্ষ অ্যান্টিবডি তৈরি করে। এর ব্যাপক গ্লাইকোসাইলেশন একটি গ্লাইকান ঢাল হিসাবে কাজ করতে পারে যা ইমিউন সিস্টেম থেকে এপিটোপগুলি লুকিয়ে রাখে। SARS এবং COVID-19 মহামারীর প্রাদুর্ভাবের কারণে, SARS-CoV এবং SARS-CoV-2 স্পাইক প্রোটিনের অ্যান্টিবডিগুলি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। SARS-CoV এবং SARS-CoV-2 স্পাইক প্রোটিনের অ্যান্টিবডিগুলি চিহ্নিত করা হয়েছে যা রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেনে এপিটোপগুলিকে লক্ষ্য করে বা গঠনমূলক পরিবর্তনের প্রক্রিয়াতে হস্তক্ষেপ করে। সংক্রামিত ব্যক্তিদের বেশিরভাগ অ্যান্টিবডি রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেনকে লক্ষ্য করে। আরও সম্প্রতি স্পাইক প্রোটিনের এস 2 সাবইউনিটকে লক্ষ্য করে অ্যান্টিবডিগুলি রূপগুলির বিরুদ্ধে বিস্তৃত নিরপেক্ষকরণ ক্রিয়াকলাপের সাথে রিপোর্ট করা হয়েছে। কোভিড-19 প্রতিক্রিয়া টিকা কোভিড-19 মহামারীর প্রতিক্রিয়ায়, এমআরএনএ টিকা এবং ভাইরাল ভেক্টর টিকা সহ বিভিন্ন প্রযুক্তি ব্যবহার করে বেশ কয়েকটি কোভিড-19 টিকা তৈরি করা হয়েছে। বেশিরভাগ ভ্যাকসিনের বিকাশ স্পাইক প্রোটিনকে লক্ষ্যবস্তু করেছে। রেসপিরেটরি সিনসাইটিয়াল ভাইরাস এবং সার্স-কোভকে লক্ষ্য করে টিকা গবেষণায় পূর্বে ব্যবহৃত কৌশলগুলির উপর ভিত্তি করে, অনেক সার্স-কোভ-2 টিকা বিকাশের প্রচেষ্টায় এমন গঠন ব্যবহার করা হয়েছে যার মধ্যে স্পাইক প্রোটিনের প্রাক-ফিউশন গঠনকে স্থিতিশীল করার জন্য মিউটেশন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা এই গঠনে উন্মুক্ত এপিটোপগুলির বিরুদ্ধে অ্যান্টিবডিগুলির বিকাশকে সহজতর করে। 2023 সালের জানুয়ারিতে প্রকাশিত একটি গবেষণা অনুসারে, অ্যান্টিবডি দ্বারা আবদ্ধ পূর্ণ দৈর্ঘ্যের স্পাইক প্রোটিনের উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর মাত্রা পাওয়া গেছে যারা পোস্টভ্যাক্সিন মায়োকার্ডাইটিস (বনাম স্বাস্থ্যকর থাকা নিয়ন্ত্রণ) বিকাশ করেছে। তবে, এই ফলাফলগুলি গুরুতর ক্লিনিকাল ফলাফলগুলি প্রতিরোধ করতে কোভিড-19-এর বিরুদ্ধে টিকা দেওয়ার পক্ষে ঝুঁকি-লাভের অনুপাতকে পরিবর্তন করে না। মোনোক্লোনাল অ্যান্টিবডি মোনোক্লোনাল অ্যান্টিবডি যা স্পাইক প্রোটিনের রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেনকে লক্ষ্য করে কোভিড-19 চিকিৎসা হিসাবে তৈরি করা হয়েছে। 8ই জুলাই, 2021 পর্যন্ত, তিনটি মনোক্লোনাল অ্যান্টিবডি পণ্য মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে জরুরি ব্যবহারের অনুমোদন পেয়েছেঃ বামলানিভিমাব/এটেসেভিমাব, ক্যাসিরিভিমাব/ইমডেভিমাব এবং সোট্রোভিমাব। এই অ্যান্টিবডিগুলির প্রতি কম সংবেদনশীল সার্স-কোভ-2 রূপগুলির বৃদ্ধির কারণে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বামলানিভিমাব/এটিসেভিমাব সুপারিশ করা হয়নি। কোভিড-19 মহামারী জুড়ে, সার্স-কোভ-2 ভাইরাসের জিনোম বহুবার সিকোয়েন্স করা হয়েছিল, যার ফলে হাজার হাজার স্বতন্ত্র রূপ সনাক্ত করা হয়েছিল। এর মধ্যে অনেকগুলি মিউটেশন রয়েছে যা স্পাইক প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম পরিবর্তন করে। 2020 সালের জুলাই থেকে বিশ্ব স্বাস্থ্য সংস্থার একটি বিশ্লেষণে, ও. আর. এফ1এবি (যা বেশিরভাগ ভাইরাসের অ-কাঠামোগত প্রোটিনকে এনকোড করে)-এর পরে স্পাইক (এস) জিনটি জিনোমে দ্বিতীয় সর্বাধিক পরিবর্তিত হয়। স্পাইক জিনের বিবর্তনের হার সামগ্রিকভাবে জিনোমের তুলনায় বেশি। সার্স-কোভ-2 জিনোমের বিশ্লেষণে দেখা যায় যে স্পাইক প্রোটিন ক্রমের কিছু স্থান, বিশেষত রিসেপ্টর-বাইন্ডিং ডোমেনে, বিবর্তনীয় গুরুত্বের এবং ইতিবাচক নির্বাচনের মধ্য দিয়ে যাচ্ছে। স্পাইক প্রোটিন মিউটেশন উদ্বেগ সৃষ্টি করে কারণ তারা সংক্রামকতা বা সংক্রমণযোগ্যতা প্রভাবিত করতে পারে, বা ইমিউন পালাতে সহায়তা করতে পারে। মিউটেশন ডি614জি একাধিক ভাইরাল বংশে স্বাধীনভাবে উদ্ভূত হয়েছে এবং ক্রমবর্ধমান জিনোমের মধ্যে প্রভাবশালী হয়ে উঠেছে; সম্ভবত ভাইরাল পৃষ্ঠে স্পাইকের ঘনত্ব বৃদ্ধি, বাঁধাই-সক্ষম গঠনের অনুপাত বৃদ্ধি বা স্থিতিশীলতার উন্নতির কারণে এর সংক্রামকতা এবং সংক্রমণযোগ্যতার সুবিধা থাকতে পারে, তবে এটি টিকাগুলিকে প্রভাবিত করে না। SARS-CoV-2-এর আলফা, বিটা, গামা এবং ওমাইক্রন ভ্যারিয়েন্টগুলিতে N501Y রূপান্তরটি সাধারণ এবং সংক্রমণ ও সংক্রমণ বৃদ্ধি, ভ্যাকসিনের কার্যকারিতা হ্রাস এবং নতুন ইঁদুর প্রজাতিকে সংক্রামিত করার জন্য SARS-CoV-2-এর ক্ষমতাতে অবদান রেখেছে। এন501ওয়াই মানুষের এসিই2-এর প্রতি স্পাইকের আকর্ষণকে প্রায় 10 গুণ বৃদ্ধি করে, যা এই রূপান্তর দ্বারা প্রদত্ত কিছু ফিটনেস সুবিধার উপর ভিত্তি করে হতে পারে, যদিও আকর্ষণ এবং সংক্রামকতা-র মধ্যে সম্পর্ক জটিল। মিউটেশন P681R ফুরিন ক্লিভেজ সাইটকে পরিবর্তন করে এবং SARS-CoV-2 ডেল্টা বৈকল্পিকের বর্ধিত সংক্রামকতা, সংক্রমণ এবং বিশ্বব্যাপী প্রভাবের জন্য দায়ী। E484 অবস্থানে মিউটেশন, বিশেষ করে E484K, ইমিউন এস্কেপ এবং অ্যান্টিবডি বাঁধাই হ্রাসের সাথে যুক্ত হয়েছে। সার্স-কোভ-2 ওমাইক্রন বৈকল্পিক স্পাইক প্রোটিনে অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ সংখ্যক মিউটেশন থাকার জন্য উল্লেখযোগ্য। সার্স কোভ-2 স্পাইক জিন (এস জিন, এস-জিন) মিউটেশন 69-70 ডেল (α 69-70) একটি তাকপাথ পিসিআর পরীক্ষার তদন্তকে তার এস জিন লক্ষ্যের সাথে আবদ্ধ না করার কারণ করে, যার ফলে সার্স কোভ-2 পজিটিভ নমুনায় এস জিন টার্গেট ব্যর্থতা (এসজিটিএফ) ঘটে। এই প্রভাবটি আলফা ভ্যারিয়েন্ট এবং ওমাইক্রন ভ্যারিয়েন্টের বিস্তার পর্যবেক্ষণের জন্য একটি চিহ্নিতকারী হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। রোগে অতিরিক্ত মূল ভূমিকা 2021 সালে, সার্কুলেশন রিসার্চ অ্যান্ড সল্ক-এর একটি নতুন গবেষণা ছিল যা প্রমাণ করে যে কোভিড-19 শুধুমাত্র শ্বাসযন্ত্রের রোগ নয়, এটি একটি ভাস্কুলার রোগও হতে পারে। বিজ্ঞানীরা একটি "সিউডোভাইরাস" তৈরি করেছেন, যা সারস-কোভ-2 স্পাইক প্রোটিন দ্বারা বেষ্টিত কিন্তু কোনও প্রকৃত ভাইরাস ছাড়াই। এবং সিউডোভাইরাস প্রাণী মডেলের ফুসফুস এবং ধমনীর ক্ষতি করে। এটি দেখায় যে SARS-CoV-2 স্পাইক প্রোটিন একা ভাস্কুলার রোগের কারণ হতে পারে এবং কিছু কোভিড-19 রোগী যারা একই সময়ে স্ট্রোক বা মানব দেহের অন্যান্য অংশে অন্যান্য ভাস্কুলার সমস্যায় ভুগছেন তাদের ব্যাখ্যা করতে পারে। দলটি ভাইরাসের প্রতিলিপি করার ক্ষমতা অপসারণ করে প্রক্রিয়াটির প্রতিলিপি তৈরি করে এবং আবার ভাস্কুলার কোষের উপর একই ক্ষতিকারক প্রভাব দেখায়। ভুল তথ্য কোভিড-19 মহামারী চলাকালীন, কোভিড-19 ভ্যাকসিনে স্পাইক প্রোটিনের ভূমিকা সম্পর্কিত কোভিড-19 সম্পর্কে অ্যান্টি-ভ্যাকসিনেশন ভুল তথ্য সোশ্যাল মিডিয়া প্ল্যাটফর্মে প্রচারিত হয়েছিল। স্পাইক প্রোটিনগুলি বিপজ্জনকভাবে "সাইটোটক্সিক" এবং এমআরএনএ টিকা ধারণকারী বলে মনে করা হয়, তাই এগুলি নিজেদের মধ্যে বিপজ্জনক। স্পাইক প্রোটিনগুলি সাইটোটক্সিক বা বিপজ্জনক নয়। টিকা-প্ররোচিত ভাইরাল শেডিংয়ের ঘটনার একটি ভুল ইঙ্গিত হিসাবে, টিকা দেওয়া ব্যক্তিদের দ্বারা স্পাইক প্রোটিনগুলি "শেড" করা হয়েছে বলে বলা হয়েছিল, যা কোভিড-19-এর জন্য ব্যবহৃত ভ্যাকসিনের বিপরীতে লাইভ-ভাইরাস ভ্যাকসিনের একটি বিরল প্রভাব। স্পাইক প্রোটিনের "শেডিং" সম্ভব নয়। বিবর্তন, সংরক্ষণ এবং পুনর্মিলন প্রথম শ্রেণীর ফিউশন প্রোটিন, একটি গোষ্ঠী যার সু-বৈশিষ্ট্যযুক্ত উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে করোনভাইরাস স্পাইক প্রোটিন, ইনফ্লুয়েঞ্জা ভাইরাস হেমাগ্লুটিনিন এবং এইচআইভি জিপি41, বিবর্তনীয়ভাবে সম্পর্কিত বলে মনে করা হয়। মেমব্রেন ফিউশনের জন্য দায়ী স্পাইক প্রোটিনের এস2 অঞ্চলটি রিসেপ্টর মিথস্ক্রিয়ার জন্য দায়ী এস1 অঞ্চলের তুলনায় বেশি সংরক্ষিত। এস1 অঞ্চলটি উল্লেখযোগ্য বৈচিত্র্যময় নির্বাচনের মধ্য দিয়ে গেছে বলে মনে হয়। এস1 অঞ্চলের মধ্যে, এন-টার্মিনাল ডোমেন (এনটিডি) সি-টার্মিনাল ডোমেনের (সিটিডি) তুলনায় বেশি সংরক্ষিত। এনটিডি-র গ্যালেক্টিনের মতো প্রোটিন ভাঁজ কাঠামোগতভাবে অনুরূপ সেলুলার প্রোটিনের সাথে একটি সম্পর্কের পরামর্শ দেয় যা থেকে এটি হোস্ট থেকে জিন ক্যাপচারের মাধ্যমে বিবর্তিত হতে পারে। এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে সিটিডি জিন ডুপ্লিকেশন দ্বারা এনটিডি থেকে বিবর্তিত হতে পারে। হোস্ট ইমিউন সিস্টেমের জন্য ঝুঁকিপূর্ণ সিটিডি-র পৃষ্ঠ-উন্মুক্ত অবস্থান এই অঞ্চলটিকে উচ্চ নির্বাচনী চাপের মধ্যে রাখতে পারে। বিভিন্ন করোনভাইরাস সিটিডি-র কাঠামোর তুলনা থেকে বোঝা যায় যে এগুলি বৈচিত্র্যময় নির্বাচনের অধীনে থাকতে পারে এবং কিছু ক্ষেত্রে, দূরবর্তী সম্পর্কিত করোনভাইরাসগুলি যা একই কোষ-পৃষ্ঠ রিসেপ্টর ব্যবহার করে তা অভিসারী বিবর্তনের মাধ্যমে তা করতে পারে। তথ্যসূত্র বহিঃসংযোগ করোনভাইরাস প্রোটিন ভাইরাল প্রোটিন শ্রেণী ভাইরাল কাঠামোগত প্রোটিন