Coronavirus spike protein
اسپائیک (ایس) گلائکوپروٹین (جسے بعض اوقات اسپائیک پروٹین بھی کہا جاتا ہے، جسے پہلے ای 2 کے نام سے جانا جاتا تھا) کورونویرس میں پائے جانے والے چار بڑے ساختی پروٹینوں میں سے سب سے بڑا ہے۔ اسپائک پروٹین ٹرائمرز میں جمع ہوتا ہے جو بڑے ڈھانچے بناتے ہیں، جنہیں اسپائکس یا پیپلومرز کہتے ہیں، جو وائریون کی سطح سے نکلتے ہیں۔ منفی سٹین ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے تصور کرنے پر ان اسپائکس کی مخصوص ظاہری شکل، "سولر کورونا کو یاد کرنا"، وائرس کے خاندان کو اس کا بنیادی نام دیتی ہے۔ سپائیک گلائکوپروٹین کا کام میزبان خلیے میں وائرل کے داخلے میں ثالثی کرنا ہے جو پہلے خلیے کی بیرونی سطح پر موجود مالیکیولز کے ساتھ تعامل کرتا ہے اور پھر وائرل اور سیلولر جھلی کو ملاتا ہے۔ سپائیک گلائکوپروٹین ایک کلاس I فیوژن پروٹین ہے جس میں دو خطے ہوتے ہیں، جنہیں S1 اور S2 کے نام سے جانا جاتا ہے، جو ان دو افعال کے لیے ذمہ دار ہیں۔ S1 خطے میں رسیپٹر بائنڈنگ ڈومین ہوتا ہے جو سیل کی سطح پر رسیپٹرز سے جڑا ہوتا ہے۔ کورونا وائرس ریسیپٹرز کی ایک بہت ہی متنوع رینج کا استعمال کرتے ہیں۔ سارس-کوو (جو سارس کا سبب بنتا ہے) اور سارس-کوو-2 (جو کووڈ-19 کا سبب بنتا ہے) دونوں انجیوٹینسن کو تبدیل کرنے والے انزائم 2 (اے سی ای 2) کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ ایس 2 خطے میں میزبان خلیے کے ساتھ جھلی کے فیوژن کے لیے ضروری فیوژن پیپٹائڈ اور دیگر فیوژن انفراسٹرکچر ہوتا ہے، جو انفیکشن اور وائرل نقل کے لیے ایک ضروری قدم ہے۔ سپائیک گلائکوپروٹین وائرس کی میزبان رینج (یہ کس جاندار کو متاثر کر سکتا ہے) اور سیل ٹراپزم (یہ کسی جاندار کے اندر کون سے خلیات یا بافتوں کو متاثر کر سکتا ہے) کا تعین کرتا ہے۔ سپائیک گلائکوپروٹین انتہائی امیونوجینک ہے۔ اسپائیک گلائکوپروٹین کے خلاف اینٹی باڈیز سارس اور کووڈ-19 سے صحت یاب ہونے والے مریضوں میں پائی جاتی ہیں۔ غیر جانبدار اینٹی باڈیز ریسیپٹر بائنڈنگ ڈومین پر ایپیٹوپس کو نشانہ بناتی ہیں۔ کووڈ-19 وبائی مرض کے جواب میں کووڈ-19 ویکسین تیار کرنے کی زیادہ تر کوششوں کا مقصد سپائیک پروٹین کے خلاف مدافعتی نظام کو متحرک کرنا ہے۔ سپائیک گلائکوپروٹین پیتھوجینسیٹی کا بنیادی تعین کرنے والا نہیں ہے، جو کہ دیگر پروٹین ہیں جن کی شناخت ہونا باقی ہے، لیکن اس کی تغیرات وائرس کو قوت مدافعت سے بچنے کی صلاحیت فراہم کرتی ہیں۔ ساخت سپائیک پروٹین بہت بڑا ہوتا ہے، اکثر 1200 سے 1400 امینو ایسڈ کے باقیات لمبے ہوتے ہیں۔ یہ سارس-کوو-2 میں 1273 باقیات ہوتے ہیں۔ یہ ایک سنگل پاس ٹرانس میمبرین پروٹین ہے جس کی وائرس کے اندرونی حصے پر ایک مختصر سی-ٹرمینل دم، ایک ٹرانس میمبرین ہیلکس، اور وائرس کے بیرونی حصے پر ایک بڑا این-ٹرمینل آکٹوڈومین بے نقاب ہوتا ہے۔ سپائیک گلائکوپروٹین ہوموٹریمرز بناتا ہے جس میں پروٹین کی تین کاپیاں ان کے آکٹوڈومینز کے ذریعے تعامل کرتی ہیں۔ ٹرائمر کے ڈھانچے کو کلب ناشپاتی، یا پنکھڑی کی شکل کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ ہر سپائیک پروٹین میں دو علاقے ہوتے ہیں جنہیں S1 اور S2 کے نام سے جانا جاتا ہے، اور جمع شدہ ٹرمر میں N-ٹرمینل سرے پر S1 علاقے وائرل سطح سے سب سے زیادہ دور پروٹین کا حصہ بناتے ہیں جبکہ S2 علاقے ایک لچکدار "ڈنٹھل" بناتے ہیں جس میں زیادہ تر پروٹین-پروٹین تعاملات ہوتے ہیں جو ٹرمر کو اپنی جگہ پر رکھتے ہیں۔ S1 اسپائیک گلائکوپروٹین کا S1 خطہ وائرل اندراج کے پہلے مرحلے میں میزبان خلیے کی سطح پر رسیپٹر مالیکیولز کے ساتھ تعامل کے لیے ذمہ دار ہے۔ ایس 1 دو ڈومینز پر مشتمل ہے، جسے این-ٹرمینل ڈومین (این ٹی ڈی) اور سی-ٹرمینل ڈومین (سی ٹی ڈی) کہا جاتا ہے، جسے بعض اوقات اے اور بی ڈومین بھی کہا جاتا ہے۔ کورونا وائرس پر منحصر ہے، یا تو یا دونوں ڈومینز کو ریسیپٹر بائنڈنگ ڈومینز (آر بی ڈی) کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ٹارگٹ ریسیپٹرز بہت متنوع ہو سکتے ہیں، بشمول سیل سطح کے ریسیپٹر پروٹین اور شکر جیسے سیالیک ایسڈ بطور ریسیپٹرز یا کورسیپٹرز۔ عام طور پر، این ٹی ڈی شکر کے مالیکیولز کو باندھتا ہے جبکہ سی ٹی ڈی پروٹینز کو باندھتا ہے، ماؤس ہیپاٹائٹس وائرس کے استثناء کے ساتھ جو سی ای اے سی اے ایم 1 نامی پروٹین رسیپٹر کے ساتھ تعامل کرنے کے لیے اپنے این ٹی ڈی کا استعمال کرتا ہے۔ این ٹی ڈی میں گیلیکٹن جیسا پروٹین فولڈ ہوتا ہے، لیکن چینی کے مالیکیولز کو گیلیکٹن سے کچھ مختلف طریقے سے باندھتا ہے۔ سی ٹی ڈی ایم ای آر ایس-سی او وی کے ریسیپٹر ڈائپٹیڈائل پیپٹائڈیز-4 کے ساتھ، اور ایس اے آر ایس-سی او وی اور ایس اے آر ایس-سی او وی-2 کے ریسیپٹر انجیوٹینسن-کنورٹنگ انزائم 2 (اے سی ای 2) کے ساتھ تعاملات کے لیے ذمہ دار ہے۔ ان وائرسوں کے سی ٹی ڈی کو مزید دو ذیلی ڈومینز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جسے کور اور ایکسٹینڈڈ لوپ یا ریسیپٹر بائنڈنگ موٹف (آر بی ایم) کہا جاتا ہے، جہاں زیادہ تر باقیات جو براہ راست ٹارگٹ ریسیپٹر سے رابطہ کرتے ہیں واقع ہوتے ہیں۔ بنیادی طور پر آر بی ایم میں، اے سی ای 2 کے ساتھ سارس-کوو اور سارس-کوو-2 اسپائیک پروٹین کے تعاملات کے درمیان ٹھیک ٹھیک فرق ہیں۔ متعدد کورونویرس سے سپائیک پروٹین کے موازنہ سے پتہ چلتا ہے کہ آر بی ایم کے علاقے میں انحراف ٹارگٹ ریسیپٹرز میں فرق کا سبب بن سکتا ہے، یہاں تک کہ جب ایس 1 سی ٹی ڈی کا بنیادی ساختی طور پر بہت ملتا جلتا ہو۔ کورونا وائرس کے نسبوں کے ساتھ ساتھ چار بڑے کورونا وائرس ذیلی گروپوں میں، S1 خطہ S2 کے مقابلے میں کم اچھی طرح سے محفوظ ہے، کیونکہ وائرس کے مخصوص میزبان سیل ریسیپٹرز کے ساتھ تعامل میں اس کے کردار کو فٹ کرتا ہے۔ ایس 1 خطے کے اندر، این ٹی ڈی سی ٹی ڈی سے زیادہ محفوظ ہے۔ ایس 2 اسپائیک گلائکوپروٹین کا ایس 2 خطہ وائرل لفافے اور میزبان خلیے کے درمیان جھلی کے فیوژن کا ذمہ دار ہے، جس سے خلیے میں وائرس کے جینوم کا داخلہ ممکن ہوتا ہے۔ S2 خطے میں فیوژن پیپٹائڈ ہوتا ہے، جو زیادہ تر ہائیڈروفوبک امینو ایسڈ کا ایک حصہ ہے جس کا کام میزبان خلیے کی جھلی میں داخل ہونا اور اسے غیر مستحکم کرنا ہے۔ ایس 2 میں دو ہیپٹاڈ ریپیٹ سب ڈومینز بھی ہوتے ہیں جنہیں ایچ آر 1 اور ایچ آر 2 کے نام سے جانا جاتا ہے، جنہیں بعض اوقات "فیوژن کور" ریجن کہا جاتا ہے۔ یہ ذیلی ڈومین فیوژن کے عمل کے دوران چھ ہیلکس بنڈل بنانے کے لیے ڈرامائی تشکیلی تبدیلیوں سے گزرتے ہیں، جو کلاس I فیوژن پروٹین کی ایک خصوصیت ہے۔ ایس 2 خطے میں ٹرانس میمبرین ہیلکس اور سی-ٹرمینل دم بھی شامل سمجھا جاتا ہے جو وائرین کے اندرونی حصے میں واقع ہے۔ ایس 1 سے متعلق، ایس 2 خطہ کورونا وائرس کے درمیان بہت اچھی طرح سے محفوظ ہے۔ ترجمہ کے بعد کی تبدیلیاں سپائیک گلائکوپروٹین کو این سے منسلک گلائکوسیلیشن کے ذریعے بہت زیادہ گلائکوسیلیٹ کیا جاتا ہے۔ سارس-کوو-2 سپائیک پروٹین کے مطالعے نے ایس 1 خطے میں او سے منسلک گلائکوسیلیشن کی بھی اطلاع دی ہے۔ سی-ٹرمینل دم، جو وائریون کے اندرونی حصے میں واقع ہے، سسٹین کے باقیات سے بھرپور ہوتی ہے اور پالمیٹائیلیٹڈ ہوتی ہے۔ سپائیک پروٹین پروٹولائٹک کلیویج کے ذریعے متحرک ہوتے ہیں۔ انہیں میزبان سیل پروٹیسیس کے ذریعے S1-S2 کی حد پر اور بعد میں فیوژن پیپٹائڈ کے N-ٹرمینس پر S2 سائٹ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ دوسرے کلاس I فیوژن پروٹین کی طرح، اسپائیک پروٹین فیوژن کے عمل کے دوران ایک بہت بڑی تشکیلی تبدیلی سے گزرتا ہے۔ متعدد کرونا وائرسوں، خاص طور پر سارس-کوو-2 کی پری فیوژن اور پوسٹ فیوژن دونوں حالتوں کا مطالعہ کریو الیکٹران خوردبین کے ذریعے کیا گیا ہے۔ فیوژن سے پہلے کی حالت میں فنکشنل طور پر اہم پروٹین ڈائنامکس کا بھی مشاہدہ کیا گیا ہے، جس میں ٹرائمر میں S2 سے متعلق کچھ S1 علاقوں کی متعلقہ سمت مختلف ہو سکتی ہے۔ بند حالت میں، تینوں ایس 1 علاقے قریب سے بھرے ہوتے ہیں اور وہ خطہ جو میزبان سیل ریسیپٹرز کے ساتھ رابطہ کرتا ہے وہ مستحکم طور پر ناقابل رسائی ہوتا ہے، جبکہ کھلی ریاستوں میں ایک یا دو ایس 1 آر بی ڈی ریسیپٹر بائنڈنگ کے لیے زیادہ قابل رسائی ہوتے ہیں، کھلی یا "اوپر" تشکیل میں۔ اظہار اور لوکلائزیشن سپائیک پروٹین کو انکوڈنگ کرنے والا جین وائرس کے مثبت احساس والے آر این اے جینوم کے 3 'سرے کی طرف واقع ہوتا ہے، اس کے ساتھ ساتھ دیگر تین ساختی پروٹین اور مختلف وائرس سے متعلق آلات پروٹین کے جین بھی ہوتے ہیں۔ سپائیک پروٹین کی پروٹین کی اسمگلنگ کا انحصار کورونا وائرس کے ذیلی گروپ پر ظاہر ہوتا ہے: جب دوسرے وائرل پروٹین کے بغیر تنہائی میں اظہار کیا جاتا ہے، تو بیٹا کورونویرس سے سپائیک پروٹین خلیوں کی سطح تک پہنچنے کے قابل ہوتے ہیں، جبکہ الفا کورونویرس اور گاما کورونویرس سے تعلق رکھنے والے کو انٹرا سیلولر طور پر برقرار رکھا جاتا ہے۔ ایم پروٹین کی موجودگی میں، سپائیک پروٹین کی اسمگلنگ کو تبدیل کیا جاتا ہے اور اس کے بجائے اسے ای آر جی آئی سی میں برقرار رکھا جاتا ہے، جس جگہ پر وائرل اسمبلی ہوتی ہے۔ سارس-کوو-2 میں، ایم اور ای پروٹین دونوں مختلف میکانزم کے ذریعے سپائیک پروٹین کی اسمگلنگ کو ماڈیول کرتے ہیں۔ وائرل اسمبلی یا وائرس جیسے ذرات کی تشکیل کے لیے اسپائیک پروٹین کی ضرورت نہیں ہے ؛ تاہم، اسپائیک کی موجودگی لفافے کے سائز کو متاثر کر سکتی ہے۔ اسمبلی اور بڈنگ کے دوران وائریون میں اسپائک پروٹین کو شامل کرنا سی-ٹرمینل دم کے ذریعے ایم پروٹین کے ساتھ پروٹین-پروٹین کے تعاملات پر منحصر ہے۔ کریو الیکٹران مائکروسکوپی کا استعمال کرتے ہوئے وائرینز کی جانچ سے پتہ چلتا ہے کہ فی وائرین تقریبا 25 سے 100 اسپائیک ٹرائمرز ہوتے ہیں۔ فنکشن اسپائیک پروٹین میزبان خلیے میں وائرل کے داخلے کا ذمہ دار ہوتا ہے، جو وائرل نقل میں ایک ضروری ابتدائی قدم ہے۔ یہ نقل کے لیے ضروری ہے۔ یہ اس فنکشن کو دو مراحل میں انجام دیتا ہے، پہلے ایس 1 خطے کے ساتھ تعاملات کے ذریعے میزبان خلیے کی سطح پر ایک رسیپٹر سے منسلک ہوتا ہے، اور پھر ایس 2 خطے کے عمل کے ذریعے وائرل اور سیلولر جھلیوں کو فیوز کرتا ہے۔ فیوژن کا مقام مخصوص کورونا وائرس کے لحاظ سے مختلف ہوتا ہے، کچھ پلازما جھلی میں داخل ہونے کے قابل ہوتے ہیں اور دیگر اینڈوسیٹوسس کے بعد اینڈوسومز سے داخل ہوتے ہیں۔ منسلک سیل کی سطح پر اس کے ہدف رسیپٹر کے ساتھ S1 خطے میں رسیپٹر بائنڈنگ ڈومین کا تعامل وائرل اندراج کے عمل کو شروع کرتا ہے۔ مختلف کورونویرس مختلف سیل سطح کے رسیپٹرز کو نشانہ بناتے ہیں، بعض اوقات شوگر مالیکیول جیسے سیالک ایسڈ کا استعمال کرتے ہیں، یا سیل کی سطح پر بے نقاب پروٹین کے ساتھ پروٹین پروٹین تعاملات تشکیل دیتے ہیں۔ مختلف کورونویرس اپنے ٹارگٹ ریسیپٹر میں وسیع پیمانے پر مختلف ہوتے ہیں۔ ہدف رسیپٹر کی موجودگی جسے S1 باندھ سکتا ہے میزبان رینج اور سیل ٹراپزم کا تعین کرنے والا ہے۔ سپائیک پروٹین کا پروٹولائٹک کلیویج، جسے بعض اوقات "پرائمنگ" کہا جاتا ہے، جھلی فیوژن کے لیے ضروری ہے۔ دوسرے کلاس I فیوژن پروٹین سے متعلق، یہ عمل پیچیدہ ہے اور مختلف مقامات پر دو دراڑوں کی ضرورت ہوتی ہے، ایک S1/S2 باؤنڈری پر اور ایک S2 سائٹ پر فیوژن پیپٹائڈ کو چھوڑنے کے لیے۔ وائرس مختلف ہوتے ہیں کہ وائرل لائف سائیکل کے کس حصے میں یہ کلیویجز ہوتے ہیں، خاص طور پر S1/S2 کلیویج۔ بہت سے کورونویرس ایس 1/ایس 2 پر وائرس پیدا کرنے والے خلیے سے وائرل کے باہر نکلنے سے پہلے، فرون اور دیگر پروپروٹین کنورٹیسز کے ذریعے الگ کیے جاتے ہیں۔ سارس-کوو-2 میں ایک پولی بیسک فرون کلیویج سائٹ اس پوزیشن پر موجود ہوتی ہے۔ دوسروں کو ایکسٹرا سیلولر پروٹیسیس جیسے ایلسٹس، ریسیپٹر بائنڈنگ کے بعد سیل کی سطح پر واقع پروٹیسیس کے ذریعے، یا اینڈوسیٹوسس کے بعد لائسوسومز میں پائے جانے والے پروٹیسیس کے ذریعے الگ کیا جا سکتا ہے۔ اس کلیویج کے لیے ذمہ دار مخصوص پروٹیسیس کا انحصار وائرس، خلیے کی قسم اور مقامی ماحول پر ہوتا ہے۔ سارس-کوو میں، سیرائن پروٹیز ٹی ایم پی آر ایس ایس 2 اس عمل کے لیے اہم ہے، جس میں اینڈوسومز میں سسٹین پروٹیز کیتھیپسن بی اور کیتھیپسن ایل کی اضافی شراکت ہوتی ہے۔ ٹرپسین اور ٹرپسین جیسے پروٹیسیس میں بھی حصہ ڈالنے کی اطلاع ملی ہے۔ سارس-کوو-2 میں، ٹی ایم پی آر ایس ایس 2 ایس 2 کے کلیویج کے لیے بنیادی پروٹیز ہے، اور اس کی موجودگی وائرل انفیکشن کے لیے ضروری بتائی جاتی ہے، جس میں کیتھیپسن ایل پروٹیز فعال ہے، لیکن ضروری نہیں ہے۔ میمبرین فیوژن دوسرے کلاس I فیوژن پروٹینوں کی طرح، اسپائیک پروٹین اپنی پری فیوژن تشکیل میں میٹاسٹیبل حالت میں ہوتا ہے۔ ایس 2 خطے میں ہیپٹاڈ کی تکرار کو ایک توسیع شدہ چھ ہیلکس بنڈل میں دوبارہ جوڑنے کے لیے ایک ڈرامائی تشکیلی تبدیلی کو متحرک کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے فیوژن پیپٹائڈ خلیے کی جھلی کے ساتھ تعامل کرتا ہے اور وائرل اور خلیے کی جھلیوں کو قریب لاتا ہے۔ ریسیپٹر بائنڈنگ اور پروٹولائٹک کلیویج (جسے بعض اوقات "پرائمنگ" کہا جاتا ہے) کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن اس تشکیلی تبدیلی کے لیے اضافی محرکات کورونا وائرس اور مقامی ماحول کے لحاظ سے مختلف ہوتے ہیں۔ سارس-کوو کے وٹرو مطالعات کیلشیم کے ارتکاز پر انحصار کا مشورہ دیتے ہیں۔ غیر معمولی طور پر کورونویرس کے لیے، متعدی برونکائٹس وائرس، جو پرندوں کو متاثر کرتا ہے، صرف کم پی ایچ کی وجہ سے متحرک ہو سکتا ہے۔ دوسرے کورونویرس کے لیے، کم پی ایچ خود ایک محرک نہیں ہے بلکہ پروٹیسیس کی سرگرمی کے لیے ضروری ہو سکتا ہے، جو بدلے میں فیوژن کے لیے ضروری ہیں۔ جھلی فیوژن کا مقام-پلازما جھلی پر یا اینڈوسومز میں-تشکیلی تبدیلی کے لیے ان محرکات کی دستیابی کی بنیاد پر مختلف ہو سکتا ہے۔ وائرل اور سیل میمبرین کا فیوژن میزبان سیل سائٹوسول میں وائرس کے مثبت احساس والے آر این اے جینوم کے داخلے کی اجازت دیتا ہے، جس کے بعد وائرل پروٹین کا اظہار شروع ہوتا ہے۔ وائرل اور میزبان خلیے کی جھلیوں کے فیوژن کے علاوہ، کچھ کورونا وائرس اسپائیک پروٹین متاثرہ خلیوں اور پڑوسی خلیوں کے درمیان جھلی فیوژن شروع کر سکتے ہیں، جس سے مطابقت پذیری پیدا ہوتی ہے۔ یہ طرز عمل سیل کلچر میں متاثرہ خلیوں میں دیکھا جا سکتا ہے۔ SARS-CoV، MERS-CoV، اور SARS-CoV-2 کے انفیکشن سے مریضوں کے بافتوں کے نمونوں میں مطابقت پذیری کا مشاہدہ کیا گیا ہے، حالانکہ کچھ رپورٹس SARS-CoV اور SARS-CoV-2 اسپائکس کے درمیان مطابقت پذیری کی تشکیل میں فرق کو اجاگر کرتی ہیں جو S1/S2 کلیویج سائٹ کے قریب ترتیب کے فرق سے منسوب ہے۔ امیونوجینسیٹی چونکہ یہ وائرس کی سطح پر بے نقاب ہوتا ہے، اس لیے سپائیک پروٹین ایک اہم اینٹیجن ہے جس میں غیر جانبدار کرنے والی اینٹی باڈیز تیار ہوتی ہیں۔ اس کی وسیع گلائکوسیلیشن گلائکن شیلڈ کے طور پر کام کر سکتی ہے جو مدافعتی نظام سے ایپیٹوپس کو چھپاتی ہے۔ سارس اور کووڈ-19 وبائی مرض کے پھیلنے کی وجہ سے، سارس-کوو اور سارس-کوو-2 اسپائیک پروٹین کے اینٹی باڈیز کا بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے۔ سارس-کوو اور سارس-کوو-2 سپائیک پروٹین کے اینٹی باڈیز کی نشاندہی کی گئی ہے جو ریسیپٹر بائنڈنگ ڈومین پر ایپیٹوپس کو نشانہ بناتے ہیں یا تشکیلی تبدیلی کے عمل میں مداخلت کرتے ہیں۔ متاثرہ افراد کے اینٹی باڈیز کی اکثریت رسیپٹر بائنڈنگ ڈومین کو نشانہ بناتی ہے۔ حال ہی میں سپائیک پروٹین کی S2 ذیلی اکائی کو نشانہ بنانے والی اینٹی باڈیز کو مختلف اقسام کے خلاف وسیع غیر جانبدار سرگرمیوں کے ساتھ رپورٹ کیا گیا ہے۔ کووڈ-19 رسپانس ویکسین کووڈ-19 وبائی مرض کے جواب میں، متعدد کووڈ-19 ویکسین مختلف ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے تیار کی گئی ہیں، جن میں ایم آر این اے ویکسین اور وائرل ویکٹر ویکسین شامل ہیں۔ ویکسین کی زیادہ تر ترقی نے اسپائیک پروٹین کو نشانہ بنایا ہے۔ ویکسین کی تحقیق میں پہلے استعمال ہونے والی تکنیکوں کی بنیاد پر جس کا مقصد ریسپریٹری سنکیٹیئل وائرس اور سارس-کوو ہے، سارس-کوو-2 ویکسین کی ترقی کی بہت سی کوششوں میں ایسی تعمیرات کا استعمال کیا گیا ہے جن میں اسپائیک پروٹین کی پری فیوژن کنفارمیشن کو مستحکم کرنے کے لیے تغیرات شامل ہیں، جس سے اس کنفارمیشن میں بے نقاب ہونے والے ایپیٹوپس کے خلاف اینٹی باڈیز کی نشوونما میں آسانی ہوتی ہے۔ جنوری 2023 میں شائع ہونے والی ایک تحقیق کے مطابق، اینٹی باڈیز کے بغیر مکمل لمبائی کے اسپائک پروٹین کی نمایاں طور پر بلند سطح ان لوگوں میں پائی گئی جنہوں نے پوسٹ ویکسین مایوکارڈائٹس (بمقابلہ کنٹرول جو صحت مند رہے) تیار کیا۔ تاہم، یہ نتائج شدید طبی نتائج کو روکنے کے لیے کووڈ-19 کے خلاف ویکسینیشن کے حق میں رسک-بینیفٹ تناسب کو تبدیل نہیں کرتے ہیں۔ مونوکلونل اینٹی باڈیز مونوکلونل اینٹی باڈیز جو سپائیک پروٹین کے ریسیپٹر بائنڈنگ ڈومین کو نشانہ بناتی ہیں، کو کووڈ-19 کے علاج کے طور پر تیار کیا گیا ہے۔ 8 جولائی 2021 تک، تین مونوکلونل اینٹی باڈی مصنوعات کو ریاستہائے متحدہ میں ہنگامی استعمال کی اجازت مل گئی تھی: باملانیویماب/ایٹیسویماب، کاسیریویماب/امدیویماب، اور سوٹروویماب۔ SARS-CoV-2 مختلف حالتوں میں اضافے کی وجہ سے ریاستہائے متحدہ میں باملانیویماب/ایٹسویماب کی سفارش نہیں کی گئی تھی جو ان اینٹی باڈیز کے لیے کم حساس ہیں۔ کووڈ-19 وبائی مرض کے دوران، سارس-کوو-2 وائرس کے جینوم کو کئی بار ترتیب دیا گیا، جس کے نتیجے میں ہزاروں مختلف اقسام کی شناخت ہوئی۔ ان میں سے بہت سے تغیرات رکھتے ہیں جو سپائیک پروٹین کے امینو ایسڈ کی ترتیب کو تبدیل کرتے ہیں۔ جولائی 2020 سے عالمی ادارہ صحت کے تجزیے میں، او آر ایف 1 اے بی (جو زیادہ تر وائرس کے غیر ساختی پروٹین کو انکوڈ کرتا ہے) کے بعد، سپائیک (ایس) جین جینوم میں دوسرا سب سے زیادہ تبدیل شدہ جین تھا۔ سپائیک جین میں ارتقاء کی شرح مجموعی طور پر جینوم میں مشاہدہ کردہ شرح سے زیادہ ہے۔ سارس-کوو-2 جینومز کے تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ سپائیک پروٹین کی ترتیب میں کچھ سائٹس، خاص طور پر ریسیپٹر بائنڈنگ ڈومین میں، ارتقائی اہمیت کی حامل ہیں اور مثبت انتخاب سے گزر رہے ہیں۔ سپائیک پروٹین کی تغیرات تشویش پیدا کرتی ہیں کیونکہ وہ انفیکشن یا منتقلی کو متاثر کر سکتے ہیں، یا مدافعتی فرار کو آسان بنا سکتے ہیں۔ اتپریورتن D614G متعدد وائرل نسلوں میں آزادانہ طور پر پیدا ہوا ہے اور ترتیب شدہ جینوموں میں غالب ہو گیا ہے۔ ممکنہ طور پر وائرل سطح پر اسپائکس کی کثافت میں اضافے، بائنڈنگ کے قابل موافقت کے تناسب میں اضافے یا استحکام کو بہتر بنانے کی وجہ سے اس کی متعدی اور منتقلی میں فوائد ہو سکتے ہیں، لیکن یہ ویکسین کو متاثر نہیں کرتا ہے۔ اتپریورتن N501Y سارس-کوو-2 کے الفا، بیٹا، گاما اور اومیکرون متغیرات میں عام ہے اور اس نے انفیکشن اور ترسیل کو بڑھانے، ویکسین کی افادیت کو کم کرنے، اور سارس-کوو-2 کی نئی چوہوں کی انواع کو متاثر کرنے کی صلاحیت میں اہم کردار ادا کیا ہے۔ این 501 وائی انسانی اے سی ای 2 کے لیے اسپائیک کی وابستگی میں تقریبا 10 گنا اضافہ کرتا ہے، جو اس تغیر سے حاصل ہونے والے کچھ فٹنس فوائد کی نشاندہی کر سکتا ہے حالانکہ وابستگی اور انفیکشن کے درمیان تعلق پیچیدہ ہے۔ اتپریورتن P681R فورن کلیویج سائٹ کو تبدیل کرتا ہے، اور SARS-CoV-2 ڈیلٹا قسم کے بڑھتے ہوئے انفیکشن، ٹرانسمیشن اور عالمی اثرات کا ذمہ دار رہا ہے۔ پوزیشن E484 پر تغیرات، خاص طور پر E484K، مدافعتی فرار اور اینٹی باڈی کے پابند ہونے میں کمی سے وابستہ ہیں۔ سارس-کوو-2 اومیکرون قسم سپائیک پروٹین میں غیر معمولی طور پر زیادہ تعداد میں تغیرات کے لیے قابل ذکر ہے۔ سارس کوو-2 اسپائیک جین (ایس جین، ایس-جین) اتپریورتن 69-70 ڈیل (Δ 69-70) تکپاتھ پی سی آر ٹیسٹ تحقیقات کو اس کے ایس جین ہدف سے منسلک نہ کرنے کا سبب بنتا ہے، جس کی وجہ سے سارس کوو-2 مثبت نمونوں میں ایس جین ٹارگٹ فیل (ایس جی ٹی ایف) ہوتا ہے۔ اس اثر کو الفا قسم اور اومیکرون قسم کے پھیلاؤ کی نگرانی کے لیے مارکر کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ بیماری میں اضافی کلیدی کردار 2021 میں، سرکولیشن ریسرچ اینڈ سالک کا ایک نیا مطالعہ ہوا جس سے یہ ثابت ہوتا ہے کہ کووڈ-19 نہ صرف سانس کی بیماری بلکہ ایک شریانوں کی بیماری بھی ہو سکتی ہے۔ سائنسدانوں نے ایک "سیوڈو وائرس" بنایا، جو سارس-کوو-2 اسپائیک پروٹین سے گھرا ہوا تھا لیکن بغیر کسی حقیقی وائرس کے۔ اور سیڈو وائرس کے نتیجے میں جانوروں کے نمونوں کے پھیپھڑوں اور شریانوں کو نقصان پہنچا۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ SARS-CoV-2 اسپائیک پروٹین اکیلے ویسکولر بیماری کا سبب بن سکتا ہے اور کچھ کووڈ-19 مریضوں کی وضاحت کر سکتا ہے جو بیک وقت اسٹروک، یا انسانی جسم کے دوسرے حصوں میں ویسکولر کے دیگر مسائل کا شکار تھے۔ ٹیم نے وائرس کی نقل کرنے کی صلاحیتوں کو ہٹا کر اس عمل کو دہرایا اور ویسکولر خلیوں پر دوبارہ وہی نقصان دہ اثر دکھایا۔ غلط معلومات کووڈ-19 وبائی مرض کے دوران، کووڈ-19 ویکسین میں اسپائیک پروٹین کے کردار سے متعلق کووڈ-19 کے بارے میں اینٹی ویکسینیشن غلط معلومات سوشل میڈیا پلیٹ فارمز پر پھیلائی گئیں۔ سپائیک پروٹین کو خطرناک طور پر "سائٹوٹوکسک" کہا جاتا تھا اور ان پر مشتمل ایم آر این اے ویکسین اس لیے اپنے آپ میں خطرناک ہیں۔ سپائیک پروٹین سائٹوٹوکسک یا خطرناک نہیں ہوتے ہیں۔ ویکسین سے متاثر وائرل شیڈنگ کے رجحان کی طرف ایک غلط اشارہ کرتے ہوئے، ویکسین لگوانے والے لوگوں کے ذریعہ اسپائیک پروٹین کو "بہایا" بھی کہا گیا تھا، جو کہ کووڈ-19 کے لیے استعمال ہونے والے ویکسینوں کے برعکس لائیو وائرس ویکسینوں کا ایک نایاب اثر ہے۔ سپائیک پروٹین کا "شیڈنگ" ممکن نہیں ہے۔ ارتقاء، تحفظ اور دوبارہ ملاپ کلاس I فیوژن پروٹین، ایک ایسا گروپ جس کی اچھی خصوصیات والی مثالوں میں کورونا وائرس اسپائیک پروٹین، انفلوئنزا وائرس ہیماگگلوٹینن، اور ایچ آئی وی جی پی 41 شامل ہیں، کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ ارتقاء سے متعلق ہیں۔ جھلی فیوژن کے لیے ذمہ دار سپائیک پروٹین کا S2 خطہ رسیپٹر تعاملات کے لیے ذمہ دار S1 خطے کے مقابلے میں زیادہ محفوظ ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ ایس 1 خطے میں نمایاں متنوع انتخاب ہوا ہے۔ ایس 1 خطے کے اندر، این-ٹرمینل ڈومین (این ٹی ڈی) سی-ٹرمینل ڈومین (سی ٹی ڈی) سے زیادہ محفوظ ہے۔ این ٹی ڈی کا گیلیکٹن جیسا پروٹین فولڈ ساختی طور پر اسی طرح کے سیلولر پروٹین کے ساتھ تعلق کا اشارہ کرتا ہے جس سے یہ میزبان سے جین کیپچر کے ذریعے تیار ہوا ہو سکتا ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ سی ٹی ڈی جین کی نقل کے ذریعے این ٹی ڈی سے تیار ہوا ہوگا۔ سی ٹی ڈی کی سطح سے بے نقاب پوزیشن، جو میزبان مدافعتی نظام کے لیے کمزور ہے، اس خطے کو اعلی انتخابی دباؤ میں ڈال سکتی ہے۔ مختلف کورونویرس سی ٹی ڈیز کے ڈھانچوں کے موازنہ سے پتہ چلتا ہے کہ وہ متنوع انتخاب کے تحت ہو سکتے ہیں اور کچھ معاملات میں، دور سے متعلق کورونویرس جو ایک ہی سیل سطح کے رسیپٹر کا استعمال کرتے ہیں وہ متغیر ارتقاء کے ذریعے ایسا کر سکتے ہیں۔ حوالہ جات بیرونی روابط کورونا وائرس پروٹین وائرل پروٹین کلاس وائرل ساختی پروٹین