遙遙領先!我國學者率先發現新冠病毒進入細胞的詳細分子機制

由於新病例的迅速增加,2019年冠狀病毒病(COVID-19)很快引起了全球關注。

新型冠狀病毒感染被認為是從動物傳播的,到2020年1月,懷疑最初受感染的患者是通過人與人之間的傳播感染了該病毒。自2020年1月以來,該病毒已迅速傳播到中國大部分地區和其他國家。截至2020年3月24日,全球報告了332930例確診的COVID-19和14510例死亡人數。這些數字每天都會更新,而且預計還會進一步增加。到現在為止,SARS-CoV-2 S蛋白中負責hACE2相互作用的區域仍然未知。

  2020年3月25日,中國科學院微生物研究所嚴景華及齊建勳共同通訊在Cell 在線發表題為“Structural and functional basis of SARS-CoV-2 entry by using human ACE2”的研究論文,該研究利用免疫染色和流式細胞儀檢測,確定S1 CTD(SARS-CoV-2-CTD)為SARS-CoV-2中與hACE2受體相互作用的關鍵區域。隨後解決了與hACE2結合的SARS-CoV-2-CTD的2.5晶體結構,該結構揭示了總體上與SARS-CoV RBD(SARS-RBD)相似的受體結合模式。但是,與SARS-RBD相比,SARS-CoV-2-CTD與hACE2形成更多的原子相互作用,這與更高的受體結合親和力數據相關。

  值得注意的是,一組單克隆抗體(mAbs)以及針對SARS-S1 / RBD的鼠多克隆抗血清無法與SARS-CoV-2 S蛋白結合,表明SARS-CoV和SARS-CoV-2之間的抗原性存在顯著差異,表明先前開發的基於SARS-RBD的候選疫苗不太可能對SARS-CoV-2預防有任何臨床益處。綜上所述,

這些數據闡明瞭病毒的進入和致病機理,並有望激發針對這種新興病原體的新型靶向治療。

  

遙遙領先!我國學者率先發現新冠病毒進入細胞的詳細分子機制

  

遙遙領先!我國學者率先發現新冠病毒進入細胞的詳細分子機制

  由於新病例的迅速增加,2019年冠狀病毒病(COVID-19)很快引起了全球關注。新型冠狀病毒感染被認為是從動物傳播的,到2020年1月,懷疑最初受感染的患者是通過人與人之間的傳播感染了該病毒。自2020年1月以來,該病毒已迅速傳播到中國大部分地區和其他國家。截至2020年3月24日,全球報告了332930例確診的COVID-19和14510例死亡人數。這些數字每天都會更新,而且預計還會進一步增加。

  據報道,冠狀病毒是非分段的正義RNA病毒,主要在鳥類和哺乳動物中引起動物感染,並已證明對人類具有致命的殺傷力。已知這些病毒具有四種結構蛋白,包括E,M,N和S蛋白。 冠狀病毒感染性的主要決定因素是S蛋白,它與宿主細胞上的膜受體結合,介導病毒和細胞膜融合。血管緊張素轉換酶2(ACE2)是ACE的同系物,是宿主細胞細胞膜上的重要受體之一。S蛋白和ACE2的相互作用促進了宿主細胞的SARS-CoV入侵。SARS-CoV-2 S蛋白的結構與SARS-CoV S蛋白的結構高度相似,並且SARS-CoV-2 S蛋白以比SARS-CoV S蛋白更高的親和力與ACE2結合,表明SAR-CoV-2 具有更強的侵襲能力。

  

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  SARS-CoV-2-S1和SARS-CoV-2-CTD與hACE2之間的特定相互作用

  在冠狀病毒中,進入過程是由包膜包埋的表面定位棘突糖蛋白介導的。在大多數情況下,該S蛋白會被宿主蛋白酶裂解為分別負責受體識別和膜融合的S1和S2亞基。S1可以進一步分為N末端結構域(NTD)和C末端結構域(CTD),兩者都可以充當受體結合實體【例如SARS-CoV和MERS-CoV都利用S1 CTD 識別受體(也稱為受體結合結構域,RBD)】,而小鼠肝炎冠狀病毒將其S1 NTD與受體結合。到現在為止,

SARS-CoV-2 S蛋白中負責hACE2相互作用的區域仍然未知。

  在這項研究中,研究人員利用免疫染色和流式細胞儀檢測,首先確定S1 CTD(SARS-CoV-2-CTD)為SARS-CoV-2中與hACE2受體相互作用的關鍵區域。隨後解決了與hACE2結合的SARS-CoV-2-CTD的2.5晶體結構,該結構揭示了總體上與SARS-CoV RBD(SARS-RBD)相似的受體結合模式。但是,與SARS-RBD相比,SARS-CoV-2-CTD與hACE2形成更多的原子相互作用,這與更高的受體結合親和力數據相關。

  

遙遙領先!我國學者率先發現新冠病毒進入細胞的詳細分子機制

  SARS-CoV-2-CTD / hACE2和SARS-RBD / hACE2結合位點的比較

  值得注意的是,一組單克隆抗體(mAbs)以及針對SARS-S1 / RBD的鼠多克隆抗血清無法與SARS-CoV-2 S蛋白結合,表明SARS-CoV和SARS-CoV-2之間的抗原性存在顯著差異,表明先前開發的基於SARS-RBD的候選疫苗不太可能對SARS-CoV-2預防有任何臨床益處。綜上所述,這些數據闡明瞭病毒的進入和致病機理,並有望激發針對這種新興病原體的新型靶向治療。

  參考消息:

  https://marlin-prod.literatumonline.com/pb-assets/journals/research/cell/Online%20Now%20PDfs/CELL_CELL-D-20-00586_S5.pdf



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