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作者:Walter
导读:今日,全国新冠肺炎累计确诊突破例,是当年令人闻风丧胆的非典的8倍左右。尽管疫情的防控工作严格有效,新冠病*依然如虫噬一般在中华大地上苟延生息,总感染人数还在上升。此时,我们需要知道新冠病*的传染力为何如此之强,疫苗,何时才会出现。
2月15日,得克萨斯大学的JasonSMcLellan团队在生物预印本网站BioRxiv上,公布了新冠病*刺突蛋白3.5?分辨率的冷冻电镜结构,发现新冠病*与ACE2的结合力比SARS-CoV强10-20倍,并提示两种病*之间三级结构存在差距,交叉免疫的可能性较小,新冠疫苗的研究须从“新”开始。
冠状病*利用高度糖基化的同源三聚体刺突蛋白(S)作为入侵宿主细胞的“钥匙”。通常,三聚体S蛋白构象稳定,但一旦其中的S1亚基与宿主细胞受体识别、结合并发生脱落,S2亚基即转变为另一种稳定构象,进而造成病*膜和宿主细胞膜的融合。
1.新冠病*与SARS-CoV的碱基序列相似,但空间结构差异巨大
新冠病*与SARS-CoV的S蛋白的个α碳原子的位置均方根偏差为3.8?,尽管两者基因序列相似度为79%,但是蛋白三级折叠后的空间结构有天壤之别。冠状病*S1亚基的受体结合域RBD能呈现“铰链”般的构象变化,转动“手臂”S1亚基向上翻起,进而与受体结合。两种病*S1亚基同源性很高,但RBD差异很大,导致在静息状态下新冠病*S蛋白的S1“手臂”与“身体”的角度更小,更能容易完成构象转变。
-nCoV与SARS-CoV结构比较
另外,新冠病*在结构上具有流感病*的特征。将-nCoV与和它有96%序列相似的蝙蝠病*RaTG13相比,两者的差异在于新冠病*S1/S2亚基之间插入了一段弗林蛋白酶切位点,这个特征在多种禽流感和人类流感中常见,但在冠状病*中少见,在SARS-CoV中此处仅为精氨酸。
2.新冠病*与ACE2亲和力比SARS-CoV高10-20倍
-nCoV与SARS-CoV均通过与ACE2受体结合,进而感染人体,研究者们在电镜下观察到两种病*-受体结合物形态确实很相似。但令人惊讶的是,ACE2以约15nM的亲和力结合到-nCoVS蛋白的胞外域,两者亲和力比SARS-CoV高10-20,这为新冠病*在人群中强大的传播能力提供解释。
-nCoV与ACE2具有高亲和力
3.SARS-CoV抗体不具有对新冠病*的交叉免疫能力
研究者测试了三种已经发表的基于SARS-CoVS蛋白受体结合域的单克隆抗体,mAbsS,m和80R,以1μM浓度与-nCoV进行孵育,结果几乎没有检测到病*与抗体的结合。这说明现存的SARS-CoV抗体对新冠病*不起作用。
SARS-CoV单抗不具备-nCoV的交叉免疫能力
研究者从分子结构上作详细解析,证明了新冠病*传染性比SARS-CoV更强,并明确指出针对SARS-CoV的疫苗对-nCoV大概率是无效的。本研究提供了可靠的结构信息,同时要求疫苗须更有针对性地攻击新冠病*。挖掘新冠病*弱点,研发疫苗,道阻且长……
参考文献:
DanielWrapp,etal.Cryo-EMStructureofthe-nCoVSpikeinthePrefusionConformation.BioRxiv.15Feb,.
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