西湖大学疫苗疫苗关键突破：西湖大学再发布复合物结构《Science》上线结构论文蛋白

倾听创业故事，满足融资需求
欢迎来到嘉宾专栏

文章图片

病毒入侵人体的奥秘终于被揭开。
规划与写作:林恩
新冠肺炎疫苗的研发无疑将是一个漫长的过程，而在这个过程中，科学家需要了解新冠肺炎表面蛋白和人体细胞受体的结构，以及病毒入侵后的复杂结构。
今天，在BioRxiv上，西湖大学发布了关于新冠肺炎的最新研究成果，揭示了病毒侵入人体细胞后的复杂结构。
短短十天的时间，我们先后看到了S蛋白结构和ACE2蛋白结构的研究成果，以及基于这两个成果所释放的复杂结构，为后期的疫苗研发打下了非常坚实的基础。
西湖大学公布了复合结构，揭开了新冠肺炎入侵人体的神秘面纱
新型冠状病毒感染人体细胞的关键在于冠状病毒S蛋白与人ACE2蛋白的结合。简单来说，就是S蛋白“劫持”了原本用来控制血压的ACE2，并通过与它结合入侵人体。
基于美国Jason S .麦克勒朗团队研究的S蛋白结构和自己研究的ACE2蛋白结构，周强实验室进一步分析了ACE2全长蛋白与新冠肺炎S蛋白受体结合域的复杂结构，整体分辨率为2.9埃，其中S蛋白RBD部分的分辨率为3.5埃。

文章图片

周强的实验组发现，在形态学上，新冠肺炎的S蛋白就像一座横跨ACE2表面的桥梁，又像一只病毒的手，紧紧抓住ACE2，这和SARS病毒很像。新冠肺炎S蛋白的受体结合域也与SARS病毒的序列非常相似，相似度达到82%。
进一步分析，研究人员可以看到哪些氨基酸与新冠肺炎表面S蛋白中的ACE2相互作用。与之前分析的SARS病毒与ACE2的相互作用相比，新冠肺炎S蛋白的一些氨基酸残基发生了很大的变化。这导致了与杰森·s·麦克勒朗之前的研究小组类似的猜测:新冠肺炎与SARS的不同之处在于ACE2的结合能力，ACE2会影响病毒的传染性。
s蛋白和ACE2蛋白
当然，复合物的结构能够快速解析，得益于病毒入侵过程中的关键蛋白S蛋白和ACE2蛋白的解构，以及结果的及时分享。
杰森·麦克勒朗的研究小组分析了S蛋白的结构
s蛋白被称为刺突糖蛋白，位于新冠肺炎病毒的最外层包膜上，与病毒的吸附和入侵有关。
2月15日，美国卫生部和德克萨斯大学奥斯汀分校的Jason S .麦克勒朗研究小组在预印平台bioRxiv上发表了他们的研究成果，并分析了新型冠状病毒表面S蛋白的近原子结构，他们用冷冻电镜对其进行了分析。2月19日，研究成果被《科学》杂志收集并正式发表。
论文显示，新型冠状病毒利用高度糖基化的同三聚体S蛋白进入宿主细胞，即S蛋白发生结构变化，将病毒融合到宿主细胞的细胞膜中。这一过程涉及病毒的S1亚基与宿主细胞受体的结合，导致三聚体不稳定的发生，进而导致S1亚基从S2亚基上脱落，形成高度稳定的融合结构。
为了分析新型冠状病毒S蛋白预融合体的结构，他们对2019-nCoV公开序列进行了亲和层析和凝胶排阻层析的体外纯化。研究人员在采集处理了3207张蛋白质图像后，实现了蛋白质的3D结构重组，获得了分辨率为3.5埃、受体结合态的S蛋白结构。
通过这一结构分析，作者发现S1亚基中的RBD经历了铰链样运动，S蛋白中的三个RBP之一在三聚体中心附近螺旋上升，使S蛋白形成并容易与宿主受体ACE2结合。研究人员发现，与SARS-CoV的S蛋白结构相比，新型管状冠状病毒的RBD结构更接近三聚体的中心，因此更具传染性。