A prominent feature of coronaviruses is the presence of a large glycoprotein spike (S) protruding from the viral particle. The specific interactions of a material with S determine key aspects such as its possible role for indirect transmission or its suitability as a virucidal material. Here, we consider all-atom molecular dynamics simulations of the interaction between a polymer surface (polystyrene) and S in its up and down conformations. Polystyrene is a commonly used plastic found in electronics, toys, and many other common objects. Also, previous atomic force microscopy (AFM) experiments showed substantial adhesion of S over polystyrene, stronger than in other common materials. Our results show that the main driving forces for the adsorption of the S protein over polystyrene were hydrophobic and π–π interactions with S amino acids and glycans. The interaction was stronger for the case of S in the up conformation, which exposes one highly flexible receptor binding domain (RBD) that adjusts its conformation to interact with the polymer surface. In this case, the interaction has similar contributions from the RBD and glycans. In the case of S in the down conformation, the interaction with the polystyrene surface was weaker and it was dominated by glycans located near the RBD. We do not find significant structural changes in the conformation of S, a result which is in deep contrast to our previous results with another hydrophobic surface (graphite). Our results suggest that SARS-CoV-2 virions may adsorb strongly over plastic surfaces without significantly affecting their infectivity.

中文翻译：

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聚苯乙烯表面吸附 SARS-CoV-2 刺突蛋白的分子动力学模拟

冠状病毒的一个突出特征是存在从病毒颗粒突出的大糖蛋白尖峰 (S)。材料与 S 的特定相互作用决定了关键方面，例如其在间接传播中的可能作用或其作为杀病毒材料的适用性。在这里，我们考虑了聚合物表面（聚苯乙烯）和 S 在其上下构象中相互作用的全原子分子动力学模拟。聚苯乙烯是电子产品、玩具和许多其他常见物品中常用的塑料。此外，之前的原子力显微镜 (AFM) 实验表明，S 在聚苯乙烯上具有显着的附着力，比其他常见材料更强。我们的结果表明，S 蛋白在聚苯乙烯上吸附的主要驱动力是疏水性和与 S 氨基酸和聚糖的 π-π 相互作用。对于向上构象中的 S 的情况，相互作用更强，它暴露了一个高度灵活的受体结合结构域 (RBD)，该结构域调整其构象以与聚合物表面相互作用。在这种情况下，这种相互作用具有来自 RBD 和聚糖的相似贡献。在向下构象的 S 的情况下，与聚苯乙烯表面的相互作用较弱，并且主要由位于 RBD 附近的聚糖支配。我们没有发现 S 构象的显着结构变化，这一结果与我们之前使用另一个疏水表面（石墨）的结果形成鲜明对比。我们的研究结果表明，SARS-CoV-2 病毒粒子可能会强烈吸附在塑料表面上，而不会显着影响它们的传染性。它暴露了一个高度灵活的受体结合结构域（RBD），该结构调整其构象以与聚合物表面相互作用。在这种情况下，这种相互作用具有来自 RBD 和聚糖的相似贡献。在向下构象的 S 的情况下，与聚苯乙烯表面的相互作用较弱，并且主要由位于 RBD 附近的聚糖支配。我们没有发现 S 构象的显着结构变化，这一结果与我们之前使用另一个疏水表面（石墨）的结果形成鲜明对比。我们的研究结果表明，SARS-CoV-2 病毒粒子可能会强烈吸附在塑料表面上，而不会显着影响它们的传染性。它暴露了一个高度灵活的受体结合结构域（RBD），该结构调整其构象以与聚合物表面相互作用。在这种情况下，这种相互作用具有来自 RBD 和聚糖的相似贡献。在向下构象的 S 的情况下，与聚苯乙烯表面的相互作用较弱，并且主要由位于 RBD 附近的聚糖支配。我们没有发现 S 构象的显着结构变化，这一结果与我们之前使用另一个疏水表面（石墨）的结果形成鲜明对比。我们的研究结果表明，SARS-CoV-2 病毒粒子可能会强烈吸附在塑料表面上，而不会显着影响它们的传染性。在向下构象的 S 的情况下，与聚苯乙烯表面的相互作用较弱，并且主要由位于 RBD 附近的聚糖支配。我们没有发现 S 构象的显着结构变化，这一结果与我们之前使用另一个疏水表面（石墨）的结果形成鲜明对比。我们的研究结果表明，SARS-CoV-2 病毒粒子可能会强烈吸附在塑料表面上，而不会显着影响它们的传染性。在向下构象的 S 的情况下，与聚苯乙烯表面的相互作用较弱，并且主要由位于 RBD 附近的聚糖支配。我们没有发现 S 构象的显着结构变化，这一结果与我们之前使用另一个疏水表面（石墨）的结果形成鲜明对比。我们的研究结果表明，SARS-CoV-2 病毒粒子可能会强烈吸附在塑料表面上，而不会显着影响它们的传染性。