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一种新式高致病性冠状病毒(SARS-CoV-2)自2019年12月以来肆掠全球,应对这一疫情的关键是了解病毒的受体辨认机制,调理其感染性、发病机制和宿主规模。而在分子和原子水平了解SARS-CoV-2怎么感染细胞有利于科学家们更快开宣布更有效地防备或许医治性药物。
3月30日,Nature杂志在线宣布了两项最新研讨,提醒了SARS-CoV-2辨认和结合人ACE2的机制及构成的复合物的晶体结构,两项研讨分别为清华大学王新泉课题组和张林琦课题组协作宣布的"Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor"以及明尼苏达大学李放教授课题组宣布的"Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV-2"。
图片来自:Nature
为了在原子水平上更好地了解感染的初始进程,咱们王新泉课题组和张林琦课题组以2.45 A的分辨率确认了与细胞受体ACE2结合的SARS-CoV-2 刺突蛋白受体结合域(spike receptor binding domain,RBD)的晶体结构。SARS-CoV-2 RBD和ACE2的全体结合形式与SARS-CoV RBD简直相同,后者也运用ACE2作为细胞受体。研讨人员在SARS-CoV-2 RBD中结构剖析发现了对ACE2结合至关重要的残基,其间大部分要么高度保存,要么与SARS-CoV RBD中的残基具有相似的侧链性质。
研讨人员发现尽管SARS-CoV-2不会在SARS和SARS相关的冠状病毒中集合,但这种结构和序列上的相似性有力地证明了SARS-CoV-2和SARS-CoV RBDs之间的趋同进化能够改进它们与ACE2的结合。研讨人员还剖析了以RBD为靶点的两种SARS-CoV抗体的表位,为往后穿插反响性抗体的判定供给了思路。
在另一项研讨中,李放教授课题组确认了与hACE2合作物中SARS-CoV-2受体结合域(RBD)的晶体结构(运用一种能够促进结晶的工程化RBD)。研讨人员发现与SARS-CoV RBD比较,在SARS-CoV-2 RBD中,hACE2的结合具有更严密的构象;此外,SARS-CoV-2 RBD中的几个残基改变安稳了RBD/hACE2界面上的两个病毒结合热门。SARS-CoV-2 RBD的这些结构特征增强了其与hACE2的结合亲和力。此外,研讨人员还发现与SARS-CoV-2密切相关的蝙蝠冠状病毒RaTG13也运用hACE2作为其受体。在hACE2辨认中,SARS-CoV-2、SARS-CoV和RaTG13的差异提醒了SARS-CoV-2在动物和人类之间潜在的传达途径。本研讨为SARS-CoV-2靶向受体辨认的干涉战略供给辅导。
图片来自:Nature
总的来说,这两项研讨运用X光晶体衍射技能,提醒了SARS-CoV-2与ACE2结合的微观晶体结构,有助于科学家了解ACE2受体介导的SARS-CoV-2辨认和感染细胞的进程,能够加速科学家开发医治性药物和疫苗的进程。
参考资料:
【1】Lan, J., Ge, J., Yu, J. et al. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2180-5
【2】Shang, J., Ye, G., Shi, K. et al. Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV-2. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2179-y
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