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清華大學(xué)Nature：揭示新冠病毒侵染細(xì)胞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

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2020年3月30日,《自然》雜志以“Accelerated Article Preview”方式在線發(fā)表了題為《新冠病毒刺突蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域與受體ACE2復(fù)合物的結(jié)構(gòu)》（Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor）的研究論文，報(bào)道了清華大學(xué)生命學(xué)院王新泉和醫(yī)學(xué)院張林琦課題組在新冠病毒聯(lián)合科研攻關(guān)中的首個(gè)重要研究成果。

 
該研究解析了新冠病毒刺突蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域（receptor-binding domain，RBD）與人受體蛋白ACE2復(fù)合物2.45埃的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確定位了新冠病毒RBD和受體ACE2的相互作用位點(diǎn)，揭示了受體ACE2特異性介導(dǎo)新冠病毒侵染細(xì)胞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，為治療性抗體藥物開(kāi)發(fā)以及疫苗的設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
 
為及時(shí)助力新冠病毒研究工作和抗病毒藥物開(kāi)發(fā)，該研究成果2月20日已在生命科學(xué)論文預(yù)印本網(wǎng)站BioRxiv上發(fā)布，研究團(tuán)隊(duì)也同時(shí)在北京市結(jié)構(gòu)生物高精尖創(chuàng)新中心網(wǎng)站了公布了該復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)原子坐標(biāo)。
 
 
 
 
新型冠狀病毒SARS-CoV-2刺突蛋白受體結(jié)合區(qū)RBD（core+RBM）與ACE2復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)及作用界面電子密度圖
 
新冠病毒感染的關(guān)鍵一步，在于病毒表面的刺突蛋白與人體細(xì)胞表面ACE2 受體蛋白的特異性結(jié)合。新冠疫情剛剛發(fā)生，研究團(tuán)隊(duì)即瞄準(zhǔn)這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，利用昆蟲(chóng)細(xì)胞體系表達(dá)和純化了新冠病毒刺突蛋白R(shí)BD和人ACE2受體，成功生長(zhǎng)出復(fù)合物的晶體，在上海光源BL17U1線站上收集了分辨率為2.45埃的衍射數(shù)據(jù)，并快速解析其三維空間結(jié)構(gòu)。該成果使研究團(tuán)隊(duì)能夠在原子水平觀察與理解新冠病毒與受體的特異性相互作用，發(fā)現(xiàn)新冠病毒在關(guān)鍵的受體結(jié)合氨基酸位點(diǎn)與SARS病毒大同小異，從而提示新冠病毒和SARS病毒通過(guò)趨同進(jìn)化，均獲得了與ACE2受體的特異和高親和力結(jié)合能力?；谏钊氲膶?duì)比分析，研究團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)了一些可能造成新冠病毒與SARS病毒傳播差異的氨基酸位點(diǎn)，以及導(dǎo)致針對(duì)SARS病毒的抗體不能夠有效抑制新冠病毒感染的氨基酸位點(diǎn)，后續(xù)科學(xué)驗(yàn)證工作正在進(jìn)行中。
 
清華大學(xué)生命學(xué)院博士生蘭君、博士后葛紀(jì)彎、博士生余錦芳、醫(yī)學(xué)院博士生單思思為本文共同第一作者，清華大學(xué)蛋白質(zhì)研究技術(shù)中心范仕龍博士、上海同步輻射光源周歡博士和汪啟勝博士、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院史宣玲博士和張綺博士參與了本文研究。清華大學(xué)生命學(xué)院王新泉教授和醫(yī)學(xué)院張林琦教授為本文共同通訊作者。本研究得到上海同步輻射光源、國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（北京）設(shè)施清華大學(xué)基地的關(guān)鍵技術(shù)支持，并得到北京市結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心、北京市生物結(jié)構(gòu)前沿研究中心、蛋白質(zhì)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的大力支持。
2020年4月9日 15:28
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