发布时间:2020-03-02 15:56 原文链接: 如何评价2019nCoV的毒力?

  2020年2月16日,预印本BioRxiv上传了来自美国得克萨斯大学奥斯汀分校的McLellan团队题为“Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation”的研究论文。该研究通过冷冻电镜解析了新冠病毒2019-nCoV侵染细胞的关键组分刺突糖蛋白(S蛋白)的3.5Å分辨率的结构,并表明2019-nCoV S结合细胞上的ACE2受体的亲和力比SARS-CoV S高10-20倍,这暗示新冠病毒传染性可能高于SARS病毒。

1.jpg

  2020年2月3日,Nature杂志在线发表了中国科学院武汉病毒研究所石正丽团队题为“Pneumonia outbreak is associated with a novel coronavirus of likely bat origin”的研究论文。该研究发现新型冠状病毒2019-nCoV为此次肺炎的病原体,同时发现nCoV-2019病毒与SARSr-CoV有高度的序列相似性;

  然后,该做了进化树分析发现在整个基因组水平上,nCoV-2019与蝙蝠冠状病毒的同源性为96%,证实了蝙蝠可能是该新型冠状病毒的自然宿主。此外,最为重要的是,该研究从分子水平揭示这种新型冠状病毒的S蛋白与SARS冠状病毒一样,使用相同的细胞受体--血管紧张素转换酶(ACE2)进入细胞,说明了nCoV-2019与SARS冠状病毒的致病机制相同。

2.jpg

  因此,解析2019-nCoV病毒的S蛋白的结构,对于了解病毒的致病机制和疫苗的设计和开发具有重要的指导意义。

  该研究表达了2019-nCoV S蛋白的胞外域(1-1208aa)。通过在冷冻电镜下收集并处理了3,207张显微照片后,获得了一个3.5Å分辨率的不对称S蛋白的3D重建图像(如下图)。

3.jpg

  研究表明,2019-nCoV S的整体结构类似于SARS-CoV S的整体结构(如下图),其中两者结构之间的最大差异是RBD(受体结合结构域)“向下”构象中的位置之间的构象差异(如下图)。处于“向下”构象的SARS-CoV RBD紧紧地包住邻近的N末端结构域(NTD),而处于“向下”构象的2019-nCoV RBD的角度更接近于其中心,其S蛋白中3个RBP中的1个会向上螺旋突出从而让S蛋白形成能够轻易与宿主受体ACE2结合的空间构象,说明了新型冠状病毒虽然与其他的冠状病毒科的病毒机制异曲同工,但传染性更强。

4.jpg

  此外,该研究证实,ACE2以〜15 nM的亲和力与2019-nCoV S胞外域结合,这比ACE2结合SARS-CoV S的亲和力高约10至20倍(如下图),这可能有助于使2019-nCoV S在人与人之间传播变得明显容易。同时该研究还获得了2019-nCoV S胞外域结合的ACE2复合物,并通过负染色EM对其进行了观察,它与SARS-CoV S和ACE2之间形成的复合物非常相似。

5.jpg

  最后,该研究测试几种已发布的SARS-CoV RBD特异性单克隆抗体。尽管2019-nCoV RBD和SARS-CoV RBD之间的结构同源性相对较高,但是在测试浓度(1 µM)下,三种mAb均未检测到与2019-nCoV RBD的结合。

6.jpg

  综上所述,该研究通过解析了2019-nCoV S胞外域的结构,表明了S蛋白更易结合细胞上的ACE2受体,并且目前已经公布的SARS-CoV RBD特异性单克隆抗体都对2019-nCoV无效。因此,该研究对于了解病毒的致病机制和疫苗的设计和开发具有重要的指导意义。

相关文章

它做到了SARS做不到的事情!带你走近Delta变异株

今年年初Delta变异株在印度出现后,立刻在短短几月内席卷印度,并扩散至全球。近日,北京市突发感染中石油员工病例和大连市内疯狂传播的多例,均是Delta变异株。究竟为什么Delta变异株展现了比Del......

一种能诱导针对所有病毒变体的免疫反应的疫苗

BIDMC病毒与疫苗研究中心主任Barouch在《Nature》杂志上发表了一项新的研究,他和同事们报告了由Ad26.COV2.S疫苗产生的抗原病毒株和抗SARSCOV-2变异株的抗体和细胞免疫应答。......

单克隆抗体C8可有效抑制新冠病毒

5月6日,国际学术期刊《细胞与分子免疫学》(Cellular&MolecularImmunology)在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)陈剑峰研究团队的......

SARS康复者的抗体还能这样用?Nature发文可抑制新冠病毒

一个国际团队18日在英国学术期刊《自然》发表报告说,他们从已康复的严重急性呼吸综合征(SARS)患者身上分离出来的抗体,在实验室中能有效抑制新冠病毒,这可能有助开发针对新冠病毒的药物或疫苗。美国华盛顿......

新型冠状病毒和SARS一样,可通过空气气溶胶传播

根据初步研究,新型冠状病毒SARS-CoV-2可以在空气中以气溶胶的形式存活数小时。然而,这种病毒不太可能以这种方式在卫生保健设施之外传播。研究人员发现,冠状病毒可导致呼吸道感染,可在气溶胶化后3小时......

清华再发Nature:这次揭示了新冠病毒什么结构?

3月30日,《自然》期刊以“AcceleratedArticlePreview”方式在线发表了题为“新冠病毒刺突蛋白受体结合结构域与受体ACE2复合物的结构”(StructureoftheSARS-C......

Cell:我国科学家揭示SARSCoV2利用人ACE2进入细胞机制

-新出现和重新出现的病毒是对全球公共卫生的重大威胁。自2019年底以来,中国政府已在中国武汉市报告了一系列人类肺炎病例,这种疾病被命名为2019年冠状病毒病(COVID-19)。这些病例表现出诸如发烧......

揭示COVID19影像学特征与SARS和MERS存在显著重叠

冠状病毒可引起多种动物的多系统感染。迄今为止,已有三种冠状病毒可在人类中引起严重的呼吸道感染:严重急性呼吸道综合征(SARS)冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒(MERS......

Nature:为什么新冠病毒在人群中如此容易传播?

研究人员已经确定了可能使这种病原体比SARS病毒更具传染性的微观特征,并可作为药物靶标。随着全球冠状病毒感染人数接近10万人,研究人员正在竞相了解是什么让它如此容易地传播。一些基因和结构分析已经确定了......

2019ncov的基因组为?

冠状病毒主要引起呼吸道和胃肠道感染,并且在遗传学上被分为四个主要的病毒属:甲型冠状病毒(Alphacoronavirus)、乙型冠状病毒(Betacoronavirus)、丙型冠状病毒(Gammaco......