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2020年2月20日，来自清华大学生命学院的研究人员在著名的预印本平台《bioRxiv》在线发表了一篇名为“Crystal structure of the 2019-nCoV spike receptor-binding domain bound with the ACE2 receptor”的研究论文，文章的中文译名是《与ACE2受体结合的新冠病毒S蛋白受体结合域（RBD）的晶体结构》。 在论文中，通过在2.45Å的分辨率下成功对新冠病毒表面的S蛋白受体结合域（RBD）与ACE2蛋白的晶体结构进行剖析，研究人员表示，这种原子级别的结构信息将极大地增进人们对病毒与易感细胞之间相互作用的了解，从而为抗体的作用点提供精确的靶标，并有助于科学家们设计出病毒疫苗来持续对抗新冠病毒。 新冠病毒通过ACE2进入细胞 对冠状病毒基因组的系统分析显示，新冠病毒是β冠状病毒家族的新成员，此外，这个家族还包括SARS-CoV、MERS-CoV、RaTG13以及SARSr-CoV等。其中，RaTG13和SARSr-CoV指的是蝙蝠身上携带的SARS相关冠状病毒。研究发现，RaTG13和新冠病毒在S突刺蛋白中的同源性超过93.1％。 研究表明，冠状病毒利用包膜上的S刺突糖蛋白（S1和S2亚基）结合细胞受体，从而融入细胞膜并得以进入细胞，因此，与ACE2受体的结合是新冠病毒进入靶细胞的关键步骤。 此前，已经有学者使用冷冻电镜技术揭示了新冠病毒的S蛋白三聚体在3.5Å分辨率下的结构。 新冠病毒RBD的晶体结构 为了以更高的分辨率阐明新冠病毒RBD和ACE2的相互作用，作者选择通过X射线来识别与ACE2结合的新冠病毒RBD的复杂结构，这种原子级别的结构信息将极大地增进人们对病毒与易感细胞之间相互作用的了解，从而为抗体的作用点提供精确的靶标，并有助于科学家们设计出病毒疫苗来持续对抗新冠病毒。 具体而言，如下图a和b所示，作者在昆虫细胞中表达并过滤出了新冠病毒RBD和ACE2的胞外结构域。 结果表明，新冠病毒RBD的三位晶体结构如下图所示，作者在新冠病毒 RBD中总共发现了9个半胱氨酸残基，其中有三对二硫键的残基。在这三对中，有两对位于核心（Cys336-Cys361和Cys379-Cys432）中，以帮助稳定β折叠结构。 与SARS-CoV RBD的对比 下图表示的是新冠病毒RBD与SARS-CoV RBD的整体结构，可以看出，二者十分相似，作者表示，除了远端只有一个明显的构象变化外，即使在具有更多序列变异的情况下，它们的总体结构也非常相似。 此外，新冠病毒RBD与ACE2的整体结合模型也与先前观察到的SARS-CoV RBD / ACE2复合结构几乎没有区别，如下图所示。 编辑/审核：Andy博士 |
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