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新型冠状病毒结合穿山甲ACE2受体的分子机制

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新型冠状病毒病(coronavirus disease2019,COVID-19)的病原体为新型冠状病毒(COVID-19 virus),以下简称为新冠病毒,也称为severe acute respiratory syndrome coronavirus 2(SARS-CoV-2).研究认为,SARS-CoV-2可能起源于蝙蝠,但是其中间宿主仍不清楚.目前,除蝙蝠外,穿山甲被证明是唯一携带SARS-CoV-2相关冠状病毒的哺乳动物,因而被认为是可能的中间宿主.本研究利用表面等离子共振实验(surface plasmon resonance,SPR)展现和分析了SARS-CoV-2和两种穿山甲冠状病毒(pangolin-CoVs,GX/P2V/2017和GD/1/2019)分别与穿山甲ACE2(pangolin ACE2,pACE2)和人ACE2(human ACE2,hACE2)受体的结合能力,解析了SARS-CoV-2刺突蛋白(spike,S)受体结合域(receptor binding domain,RBD)与pACE2复合物的晶体结构,分辨率为2.3 A,发现SARS-CoV-2 RBD结合pACE2的模式与结合hACE2或猫ACE2(cat ACE2,cACE2)相似,但与hACE2更相近.通过同源建模的方式,进一步模拟了GX/P2V/2017 RBD和GD/1/2019 RBD分别与pACE2和hACE2受体的结合,发现二者结合pACE2和hACE2的方式与SARS-CoV-2 RBD相似,但晶体结构或同源建模的数据暗示,上述3种RBDs结合pACE2的能力均稍弱于hACE2,这与SPR的结论一致.这些研究结果不仅有助于我们更好地理解SARS-CoV-2的进化,而且警示我们穿山甲冠状病毒具有感染人的潜力,强调了持续监测穿山甲携带病毒的重要性,以防止病毒外溢,引起人类疾病.
Molecular basis of pangolin ACE2 engaged by COVID-19 virus

仵丽丽、苏佳岐、牛胜、陈茜、张艳芳、严景华、施一、齐建勋、高福、王奇慧

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中国科学院微生物研究所微生物生理与代谢工程重点实验室,北京100101

中国科学院大学,北京100049

中国科学院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室,北京100101

山西农业大学动物科技学院,太谷030801

安徽大学物理科学与信息学院,合肥230039

中国科学院大学存济医学院,北京100049

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新型冠状病毒 穿山甲冠状病毒 刺突蛋白受体结合域 血管紧张素转换酶(ACE2) 晶体结构

中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金中国科学院青年创新促进会项目

XDB29010202819220442018119

2021

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.269
ISSN:0023-074X
年,卷(期):2021.66(1)
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