論文の概要: Bad vibrations: Quantum tunnelling in the context of SARS-CoV-2 infection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.10259v1
• Date: Wed, 17 Nov 2021 12:39:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-07 21:29:11.877075
• Title: Bad vibrations: Quantum tunnelling in the context of SARS-CoV-2 infection
• Title（参考訳）: 悪振動:SARS-CoV-2感染における量子トンネル
• Authors: Betony Adams, Ilya Sinayskiy, Rienk van Grondelle and Francesco Petruccione
• Abstract要約: SARS-CoV-2パンデミックは、ウイルス感染のメカニズムの研究に新たな緊急性を追加した。 我々は、量子生物学がこの問題に不可欠な新しい洞察を与えるかもしれないと提案する。 量子トンネルはSARS-CoV-2感染の文脈において重要である可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The SARS-CoV-2 pandemic has added new urgency to the study of viral mechanisms of infection. But while vaccines offer a measure of protection against this specific outbreak, a new era of pandemics has been predicted. In addition to this, COVID-19 has drawn attention to post-viral syndromes and the healthcare burden they entail. It seems integral that knowledge of viral mechanisms is increased through as wide a research field as possible. To this end we propose that quantum biology might offer essential new insights into the problem, especially with regards to the important first step of virus-host invasion. Research in quantum biology often centres around energy or charge transfer. While this is predominantly in the context of photosynthesis there has also been some suggestion that cellular receptors such as olfactory or neural receptors might employ vibration assisted electron tunnelling to augment the lock-and-key mechanism. Quantum tunnelling has also been observed in enzyme function. Enzymes are implicated in the invasion of host cells by the SARS-CoV-2 virus. Receptors such as olfactory receptors also appear to be disrupted by COVID-19. Building on these observations we investigate the evidence that quantum tunnelling might be important in the context of infection with SARS-CoV-2. We illustrate this with a simple model relating the vibronic mode of, for example, a viral spike protein to the likelihood of charge transfer in an idealised receptor. Our results show a distinct parameter regime in which the vibronic mode of the spike protein enhances electron transfer. With this in mind, novel therapeutics to prevent SARS-CoV-2 transmission could potentially be identified by their vibrational spectra.
• Abstract（参考訳）: SARS-CoV-2パンデミックは、ウイルス感染のメカニズムの研究に新たな緊急性を追加した。 しかし、ワクチンはこの特定のアウトブレイクに対する予防策を提供する一方で、新しいパンデミックの時代が予測されている。 これに加えて、新型コロナウイルス(COVID-19)はウイルス後症候群や医療負担に注意を向けている。 ウイルスのメカニズムに関する知識は、できるだけ広い研究分野を通じて増大しているように思われる。 この目的のために、量子生物学は、特にウイルス宿主侵入の重要な第1段階に関して、この問題に不可欠な新しい洞察を与えるかもしれないと提案する。 量子生物学の研究は、しばしばエネルギーや電荷移動を中心に行われる。 これは主に光合成の文脈にあるが、嗅覚や神経受容体のような細胞受容体は、ロック・アンド・キー機構を増強するために振動補助電子トンネルを用いる可能性も示唆されている。 量子トンネルは酵素機能でも観測されている。 酵素はSARS-CoV-2ウイルスによる宿主細胞の侵入に関与している。 嗅覚受容体などの受容体も新型コロナウイルスによって破壊されている。 これらの観測に基づいて、SARS-CoV-2感染の文脈において量子トンネルが重要であることを示す。 我々は、例えばウイルススパイクタンパク質の振動モードと理想化受容体における電荷移動の可能性に関する簡単なモデルを用いてこれを説明する。 以上の結果から,スパイクタンパク質の振動モードが電子移動を増強する特異なパラメータ構造を示した。 このことを念頭に置いて、SARS-CoV-2伝達を防ぐための新しい治療薬は、その振動スペクトルによって同定される可能性がある。

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