再下一城！中科院微生物所首次解析新冠病毒 S 蛋白 RBD 与人受体 ACE2 蛋白复合体结构
近日，中国科学院微生物研究所齐建勋研究员课题组首次解析了新冠病毒的 S 蛋白 RBD 与人细胞受体 ACE2 蛋白复合体 2.5 埃分辨率晶体结构，揭示了 S 蛋白如何与受体 ACE2 在原子层面相互作业。同时，研究人员第一时间将数据上传至国家微生物科学数据中心（编号：NMDCS0000001），与全世界科学家共享研究成果，以希望尽快联合攻克病毒疫情。
图片来源：国家微生物科学数据中心
自 2002 - 2003 年「非典」SARS 爆发以来，十几年的时间里相继出现了 3 种对人类具有高致病性的冠状病毒：SARS-CoV、MERS-CoV 以及 2019 -nCoV（由于新的病毒名称 SARS-CoV- 2 存在争议，本文沿用旧名称），并在人类社会中造成了严重疫情和巨大经济损失。根据基因组结构，冠状病毒由四属组成，分别为：α 冠状病毒病毒、β 冠状病毒、γ 冠状病毒和 δ 冠状病毒。以上 3 种病毒同属于 β 冠状病毒属，都是跨越物种屏障感染人类的人畜共患病病原体。其中 SARS-CoV 使用血管紧张素转化酶 2（ACE2）作为细胞进入受体，主要感染纤毛支气管上皮细胞和 II 型肺细胞，而 MERS-CoV 使用二肽基肽酶 4（DPP4；也称为 CD26）作为受体。此次的新型冠状病毒与 SARS-CoV 类似，同样以 ACE2 作为细胞受体。图片来源：Methods in Molecular Biology
关于病毒种间传播机制一直以来都是一个亟待解决的重要科学问题。病毒粒子与宿主细胞的最初附着是由 S 蛋白及其受体之间的相互作用引起的。在 SARS-CoV 中，S 蛋白功能上可分为两个亚基，分别为 S1 和 S2，分别负责病毒与细胞膜的结合和融合。S1 又分为氨基末端域 (S1 -NTD) 和羧基末端域 (S1 -CTD)。其中 S1 -CTD 起着受体结合域（receptor- binding domain, RBD) 的作用，负责结合 ACE2 并进入细胞。SARS-CoV RBD 与人类 ACE2 的晶体结构表明，SARS-CoV 的 RBD 包含一个核心结构和一个受体结合基序 (RBM)。图片来源：Nature Reviews
在 MERS-CoV 中，与 SARS-CoV 的 S1 -CTD 类似，MERS-CoV 的 S1 -CTD 也是起病毒 RBD 的作用，也同样包含两个子域：一个核心结构和一个 RBM。二者 S1 -CTD 的核心结构彼此相似，都包含一个五链 β- 折叠作为主要支架。但是，它们的 RBM 基序不同，SARS-CoV 的 RBM 主要包含环，而 MERS-CoV 的 RBM 主要包含四链 β- 折叠。也正是 MERS-CoV 和 SARS-CoV 的 RBM 之间的结构差异解释了这两种病毒的受体特异性的不同。图片来源：Nature Reviews
随着新型冠状病毒肺炎（COVID- 19）的爆发，针对 2019 -nCoV 的相关研究也是以创纪录的速度获得研究成果：2 月 6 日，华南农业大学宣布发现穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主；
2 月 11 日，美国德克萨斯大学奥斯汀分校 Jason McLellan 教授团队获得分辨率为 3.5 Å 的新型冠状病毒 S 蛋白三聚体结构；
2 月 18 日，香港大学管轶教授联合广西医科大学胡艳玲教授再添力证，于走私行动中查获的多个穿山甲样本中发现了新型冠状病毒相关冠状病毒。
2 月 19 日，西湖大学周强教授团队率先利用冷冻电镜技术成功解析了人 ACE2 的全长结构。
而此次中国科学院微生物研究所齐建勋研究员课题组首次解析新型冠状病毒的 S 蛋白 RBD 与人细胞受体 ACE2 蛋白复合体 2.5Å 分辨率晶体结构，无疑是新型冠状病毒研究的一个重大突破。其清晰地展示了病毒「钥匙」是如何打开人体细胞「大门锁」的分子机制，为新型冠状病毒疫苗的研发以及病毒 — 宿主互作机制的研究提供了重要依据。参考资料：http://nmdc.cn/#/resource/detail?no = NMDCS0000001 ![]()
