新型冠狀病毒COVID-19研究關鍵性靶標Spike蛋白 (S蛋白)

冠狀病毒(Coronaviruses,CoV)屬於尼多病毒目冠狀病毒科,為有包膜的單股、正鏈RNA病毒,分為α,β和γ三個屬。冠狀病毒粒子呈球形或不規則形,有囊膜,大小為80-120 nm。其基因組的5’端帶有帽子結構,其後包含6-10個開放閱讀框(Open reading frames,ORFs)。佔據基因組2/3的第一個閱讀框編碼複製酶,基因組的另1/3主要編碼結構蛋白,一般包括棘突蛋白(spike,S)、小包膜蛋白(envelope,E)、囊膜蛋白(membrance,M)、核蛋白(nucleocapsid,N)。E蛋白和M蛋白主要參與病毒的裝配過程,N蛋白包裹基因組形成核蛋白複合體.

2019新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)解讀

2019新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)是一類呈球形、表面有突起、電鏡下觀察形似皇冠的病毒,病毒基因為連續線性單鏈RNA,直徑在75-160nm。SARS-CoV-2是目前發現的可以感染人類的冠狀病毒科中的第七個成員。其他6個成員分別為:HCoV 229E、HCoV NL63、HCoV OC43、HCoV HKU1、SARS-CoV和MERS-CoV。SARS-CoV-2與SARS-CoV和MERS-CoV同屬於β冠狀病毒。

新型冠狀病毒COVID-19研究關鍵性靶標Spike蛋白 (S蛋白)

中國疾病預防控制中心公佈的SARS-CoV-2病毒的電鏡照片


新型冠狀病毒COVID-19研究關鍵性靶標Spike蛋白 (S蛋白)

中國疾病預防控制中心公佈的SARS-CoV-2病毒的電鏡照片


在病毒入侵人體時,Spike蛋白髮揮的作用

棘突糖蛋白(S蛋白)是一類很大的三聚體跨膜糖蛋白,有著大量糖基化的修飾,其在病毒表面形成特殊的花冠結構。它首先結合細胞表面的受體,然後發生“變形”,順勢將病毒包膜與細胞膜融為一體,從而將病毒內的遺傳物質注入細胞,達到感染細胞的目的。

Spike 蛋白是冠狀病毒最重要的表面膜蛋白,含有兩個亞基S1和S2。其中S1主要包含有受體結合區(RBD),負責識別細胞的受體。S2含有膜融合過程所需的基本元件。Spike 蛋白承擔病毒與宿主細胞膜受體結合及膜融合功能,是宿主中和抗體的重要作用位點以及疫苗設計的關鍵靶點。

中國科學院微生物研究所在國家微生物科學數據中心與社會廣大科技工作者共享了2019新型冠狀病毒蛋白(S蛋白)受體結合區域(RBD)和人受體ACE2複合物2.5埃分辨率晶體結構,首次揭示S蛋白如何與受體ACE2在原子層面相互作用。

新型冠狀病毒COVID-19研究關鍵性靶標Spike蛋白 (S蛋白)

資料來源於微生物國家科學數據中心,編號:NMDCS0000001


2月19日,德克薩斯大學奧斯汀分校和美國國立衛生研究院的研究小組發表在《科學》雜誌上的一項新研究指出,他們創建了首個新冠病毒附著並感染人類細胞部分的3D原子尺度結構圖,這是研究疫苗和治療方法的關鍵一步。

新型冠狀病毒COVID-19研究關鍵性靶標Spike蛋白 (S蛋白)

新型冠狀病毒COVID-19研究關鍵性靶標Spike蛋白 (S蛋白)

SARS-CoV-2關鍵部位S蛋白3D影像圖

注:圖A為已經公開的新冠病毒序列;圖B為不同角度新冠病毒S蛋白圖像,RBD“向上”原聚體以帶狀顯示,顏色與圖A相對應(綠色)。

2019新型冠狀病毒就是表面S蛋白通過識別人類宿主的ACE2蛋白從而進入細胞,S蛋白結構域的細胞受體結合區(Receptor binding domain,RBD)直接參與了宿主受體的識別,該區域的氨基酸變異會導致病毒的種屬嗜性和感染特性的變化。2019新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)S蛋白決定了病毒的傳播能力、傳播範圍,是抗病毒藥物、疫苗設計、治療性抗體、診斷方法開發的關鍵靶標,發揮著無可替代的作用。S1蛋白和RBD蛋白上海惠誠生物有現貨提供。


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