冠状病毒入侵宿主细胞关键步骤
中国微生物菌种查询网 来源：生物通 / 2016-12-28 08:08:27
高致病性冠状病毒SARS-CoV表面刺突蛋白（spike）蛋白的近原子分辨率结构，并捕捉到刺突蛋白的多种中间构象，揭示了SARS冠状病毒入侵宿主细胞过程中必需的动态结构变化。
高致病性冠状病毒感染是全球公共卫生的重大威胁。2015年世界卫生组织列出了8种可能引起严重爆发性流行的危险病原体，SARS冠状病毒和中东呼吸系统综合征冠状病毒名列其中。迄今为止，还没有针对这两种冠状病毒的特异性药物和疫苗。
冠状病毒刺突蛋白（spike）为同源三聚体，位于病毒囊膜表面，是已知最大的病毒表面蛋白。刺突蛋白在病毒与宿主细胞接触，与宿主细胞受体结合以及病毒-宿主细胞膜融合过程中起着关键作用，同时也是中和抗体结合及疫苗研发的重要靶点。
冠状病毒刺突蛋白从非激活态到激活态的构象变化
本研究通过冷冻电镜单颗粒三维重构的方法解析了SARS冠状病毒刺突蛋白四种构象的结构。其中构象一为三重对称的结构，分辨率达4.3埃，在此构象下刺突蛋白的三个受体结合区（RBD）都处于“向下”位置，由于空间位阻，SARS冠状病毒细胞受体血管紧张素转化酶2（ACE2）无法结合刺突蛋白，因此该构象为受体结合的非激活状态。其余三种构象刺突蛋白的对称性被破坏，一个受体结合区抬起处于“向上”位置，在该构象下细胞受体能顺利结合抬起的受体结合区而没有空间位阻，因此这三种构象为受体结合的激活状态。受体结合区从“向下”位置到“向上”位置的转换也是中和性抗体与spike的结合所必需，并且可推广到中东呼吸系统综合征冠状病毒等其他类似的冠状病毒，这对理解冠状病毒侵染宿主细胞的分子机制，以及特异性药物和疫苗的开发提供了重要指导。
两研究组共同协作，解析了SARS冠状病毒刺突蛋白的冷冻电镜结构，并捕捉到了病毒侵染过程中关键的中间状态，极大地促进了研究界对病毒侵染机制的理解。