王新泉張林琦等發(fā)文揭示中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒侵染細(xì)胞的分子機(jī)制
清華新聞網(wǎng)7月10日電 7月9日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王新泉和醫(yī)學(xué)院張林琦教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在Cell Research（細(xì)胞研究）聯(lián)合發(fā)表題為“Structure of MERS-CoV spike receptor- binding domain complexed with human receptor DPP4”（中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒表面S蛋白與人受體二肽基肽酶4復(fù)合物結(jié)構(gòu)）的研究論文，揭示中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）侵染細(xì)胞的分子機(jī)制。清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生王年爽和醫(yī)學(xué)院史宣玲助理研究員為本研究論文的共同第一作者，王新泉和張林琦教授為本論文的共同通訊作者。
.jpg)
圖為MERS-CoV RBD與人受體DPP4胞外結(jié)構(gòu)域復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。
MERS-CoV是2012年于中東地區(qū)首先發(fā)現(xiàn)的一種新型冠狀病毒，與嚴(yán)重急性呼吸道綜合征冠狀病毒（SARS-CoV）同屬于β冠狀病毒。MERS病人在臨床上表現(xiàn)出與SARS非常相似的癥狀，致死率目前超過(guò)50%，遠(yuǎn)高于10年前SARS 病毒流行期間10%的致死率。人們對(duì)MERS-CoV仍知之甚少，來(lái)自何處、如何傳播均不了解，因此，MERS-CoV已成為全球的一個(gè)重要健康威脅。2013年3月，荷蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種名為二肽基肽酶4（DPP 4）的細(xì)胞表面蛋白是MERS-CoV的受體，MERS-CoV通過(guò)其表面S蛋白與DPP4結(jié)合，進(jìn)而侵入人體細(xì)胞。
王新泉和張林琦教授實(shí)驗(yàn)室協(xié)同合作，首先利用生物化學(xué)方法確定S蛋白上367-606位氨基酸殘基組成MERS-CoV的DPP4受體結(jié)合區(qū)（receptor-binding domain, RBD），并采用蛋白質(zhì)晶體學(xué)方法解析了MERS-CoV RBD與人受體DPP4胞外結(jié)構(gòu)域復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。雖然 MERS-CoV與 SARS-CoV采用不同的受體分子侵染人體細(xì)胞，結(jié)構(gòu)比較表明它們S蛋白R(shí)BD區(qū)域的骨架部分（core subdomain）結(jié)構(gòu)相似，而這兩種病毒直接參與受體結(jié)合的區(qū)域（receptor-binding subdomain）則結(jié)構(gòu)差異明顯。這進(jìn)一步表明冠狀病毒受體結(jié)合區(qū)域?qū)儆诟咦儺悈^(qū)，該部分的高突變率賦予了冠狀病毒利用不同受體侵染不同宿主的能力。結(jié)構(gòu)分析還表明MERS-CoV RBD和受體DPP4通過(guò)分子表面形狀和電荷的互補(bǔ)性相互作用，通過(guò)生化分析和假病毒侵染實(shí)驗(yàn)，研究人員進(jìn)一步確定了MERS-CoV 表面S蛋白結(jié)合DPP4受體和侵染細(xì)胞的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn)。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅在原子水平揭示了MERS病毒的侵染機(jī)理，更為針對(duì)MERS-CoV表面S蛋白的疫苗研發(fā)和藥物研究提供了寶貴的結(jié)構(gòu)信息。
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳應(yīng)華教授實(shí)驗(yàn)室也參與了此項(xiàng)工作，上海同步輻射光源為晶體衍射數(shù)據(jù)收集提供了及時(shí)有效的支持。
供稿：生命學(xué)院 編輯：襄樺
