冠狀病毒入侵宿主細(xì)胞關(guān)鍵步驟
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 來源：生物通 / 2016-12-28 08:08:27
高致病性冠狀病毒SARS-CoV表面刺突蛋白（spike）蛋白的近原子分辨率結(jié)構(gòu)，并捕捉到刺突蛋白的多種中間構(gòu)象，揭示了SARS冠狀病毒入侵宿主細(xì)胞過程中必需的動態(tài)結(jié)構(gòu)變化。
高致病性冠狀病毒感染是全球公共衛(wèi)生的重大威脅。2015年世界衛(wèi)生組織列出了8種可能引起嚴(yán)重爆發(fā)性流行的危險病原體，SARS冠狀病毒和中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒名列其中。迄今為止，還沒有針對這兩種冠狀病毒的特異性藥物和疫苗。
冠狀病毒刺突蛋白（spike）為同源三聚體，位于病毒囊膜表面，是已知最大的病毒表面蛋白。刺突蛋白在病毒與宿主細(xì)胞接觸，與宿主細(xì)胞受體結(jié)合以及病毒-宿主細(xì)胞膜融合過程中起著關(guān)鍵作用，同時也是中和抗體結(jié)合及疫苗研發(fā)的重要靶點。
冠狀病毒刺突蛋白從非激活態(tài)到激活態(tài)的構(gòu)象變化
本研究通過冷凍電鏡單顆粒三維重構(gòu)的方法解析了SARS冠狀病毒刺突蛋白四種構(gòu)象的結(jié)構(gòu)。其中構(gòu)象一為三重對稱的結(jié)構(gòu)，分辨率達(dá)4.3埃，在此構(gòu)象下刺突蛋白的三個受體結(jié)合區(qū)（RBD）都處于“向下”位置，由于空間位阻，SARS冠狀病毒細(xì)胞受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（ACE2）無法結(jié)合刺突蛋白，因此該構(gòu)象為受體結(jié)合的非激活狀態(tài)。其余三種構(gòu)象刺突蛋白的對稱性被破壞，一個受體結(jié)合區(qū)抬起處于“向上”位置，在該構(gòu)象下細(xì)胞受體能順利結(jié)合抬起的受體結(jié)合區(qū)而沒有空間位阻，因此這三種構(gòu)象為受體結(jié)合的激活狀態(tài)。受體結(jié)合區(qū)從“向下”位置到“向上”位置的轉(zhuǎn)換也是中和性抗體與spike的結(jié)合所必需，并且可推廣到中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒等其他類似的冠狀病毒，這對理解冠狀病毒侵染宿主細(xì)胞的分子機制，以及特異性藥物和疫苗的開發(fā)提供了重要指導(dǎo)。
兩研究組共同協(xié)作，解析了SARS冠狀病毒刺突蛋白的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，并捕捉到了病毒侵染過程中關(guān)鍵的中間狀態(tài)，極大地促進了研究界對病毒侵染機制的理解。