蛋白质设施用户在新冠病毒对蝙蝠ACE2跨种识别机制研究中取得进展
时间 : 2020-12-29     

目前,2019新冠病毒肺炎(COVID-19)仍在全球蔓延,新冠疫情防控形势依然严峻。研究表明,蝙蝠是MERS-CoVSARS-CoV, HCoV-OC43, HCoV-229E,  HCoV-NL63等感染人的冠状病毒的天然宿主。多项研究提示新冠病毒的天然宿主是蝙蝠。新冠病毒能否结合蝙蝠ACE2并利用蝙蝠ACE2感染宿主细胞是重要的科学问题。 

 20201218日,国家蛋白质科学研究(上海)设施用户中国科学院微生物研究所高福院士等团队在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of AmericaPNAS)杂志在线发表了题为“Cross-species recognition of SARS-CoV-2 to bat ACE2”的研究性文章。研究发现新冠病毒RBD可以结合大耳菊头蝠ACE2bACE2-Rm)并利用bACE2-Rm感染宿主细胞。研究团队解析了新冠病毒RBDbACE2-Rm的复合物结构,阐明了二者相互作用的分子机制。 

研究团队首先通过流式细胞分析和表面等离子共振等定性、定量的研究方法,发现新冠病毒RBD结合bACE2-Rm,但亲和力低于结合人ACE2hACE2)。然后,研究团队分别用新冠病毒假病毒以及活病毒感染表达bACE2-Rm的稳定细胞系,发现新冠病毒假病毒和活病毒均可以有效利用bACE2-Rm感染细胞。为了揭示新冠病毒结合蝙蝠ACE2的分子机制,团队解析了新冠病毒RBDbACE2-Rm的复合物结构。结构分析发现新冠病毒RBD结合bACE2-Rm时形成的分子间氢键等相互作用数量少于结合hACE2时的相互作用数量。团队前期工作中发现部分蝙蝠ACE2不结合新冠病毒RBDWu et al., Cell Discovery, 2020),本研究中通过比对32种蝙蝠ACE2序列,发现其4142位氨基酸残基主要为Y41E42Y41Q42H41E42H41Q42四种组合。结构分析发现bACE2-Rm4142位氨基酸在结合新冠病毒RBD时非常关键,Y41H不结合新冠病毒RBD,而E42Q则与新冠病毒RBD的亲和力稍有提高。该研究阐明了蝙蝠ACE2受体分子的多态性与新冠病毒RBD结合的规律及关键位点,为新冠病毒感染蝙蝠的潜在可能性提供了理论参考。 

 国家蛋白质科学研究(上海)设施BL19U1线站工作人员为其X射线晶体学衍射数据收集提供了及时有效的支持。 

 

1. 新冠病毒RBDbACE2-RmhACE2相互作用的比较 

 

原文链接:https://www.pnas.org/content/118/1/e2020216118 

(蛋白质设施上海提供)