新冠病毒侵染人体那一刻发生了什么？西湖大学再次取得庞大突破 ...
杭州网讯 2月21日破晓，西湖大学周强研究团队在论文预印本网站BioRxiv再次发文，报道新冠病毒外貌S卵白受体联合布局域与细胞外貌受体ACE2全长卵白的复合物冷冻电镜布局，揭开了新冠病毒进侵人体细胞的秘密面纱。就在2天前，该团队刚刚在bioRxiv上发表了新冠病毒受体ACE2全长布局。
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周强团队，左起：鄢仁鸿，周强，张媛媛
这两篇预印本论文的第一作者为西湖大门生命科学学院博士后鄢仁鸿，通讯作者为西湖大门生命科学学院研究员周强。第一单元和通讯单元均为西湖大学浙江省布局生物学研究重点实行室。这也是西湖大学负担的浙江省“新型冠状病毒肺炎防治应急攻关项目”取得的紧张结果，得到浙江省、杭州市相干部分和西湖区的鼎力大举支持。
ACE2与S卵白的宿世此生
新型冠状病毒引发的肺炎疫情，让冠状病毒、S卵白、ACE2这些冷清的生物学名词再次进进公众视野。研究发现，新型冠状病毒感染人体细胞的关键在于冠状病毒的S卵白与人体ACE2卵白的联合。正确地说，是S卵白“挟制”了本来是控制血压的ACE2，通过与它的联合进侵人体。
S 卵白全称为spike glycoprotein（刺突糖卵白），位于新冠病毒最外层，像一个个突起的“皇冠”。根据美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究团队的最新剖析效果，新冠病毒S卵白以三聚体形态存在，每一个单体中约有1300多个氨基酸，此中300多个氨基酸构成了“受体联合布局域”（RBD），即S卵白与ACE2相联结的地方。
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ACE2-B0AT1 复合物的冷冻电镜密度图
ACE2全称为血管告急素转化酶2，是人体内一种到场血压调治的卵白，在肺、心脏、肾脏和肠道广泛存在。
一个人体细胞的卵白，怎么会与病毒发生接洽？西湖大学特聘研究员陶亮用了一个形象的比喻：“假如把人体想象成一间房屋，把新冠病毒想象成匪贼，那么，ACE2就是这间房屋的‘门把手’；S卵白捉住了它，病毒从而势如破竹闯进人体细胞。”
S卵白怎样捉住“门把手”ACE2？
固然S卵白和ACE2是敌我两边打仗的最火线，但在此次疫情发作前，科学家们从未看清ACE2的全貌及ACE2与新冠病毒S卵白的相互作用。
两天前，周强实行室在天下范围内率先报道了ACE2全长卵白的高分辨三维空间布局，这一次，他们进一步剖析出ACE2全长卵白与新冠病毒S卵白受体联合布局域的复合物布局，受体分辨率2.9埃，此中S卵白受体联合布局域部门的分辨率为3.5埃。
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RBD-ACE2-B0AT1 复合物布局图
那么，他们在剖析出来的复合物布局中瞥见了什么？
他们发现，在形态上，新冠病毒的S卵白像一座桥高出在ACE2外貌，又像病毒的一只手，牢牢捉住ACE2，这一点与SARS病毒很相似。新冠病毒S卵白的受体联合布局域与SARS病毒的序列也非常像，相似性到达82%。
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新冠病毒S卵白受体联合布局域（RBD）和ACE2的相互作用表示图
进一步分析，研究职员可以看到新冠病毒外貌的S卵白到底是由哪些氨基酸与ACE2相互作用。对比此前已经剖析出来的SARS病毒与ACE2的相互作用，新冠病毒S卵白有一部门氨基酸残基发生了较大改变。这也允许以表明为什么新冠病毒和SARS与ACE2的联合本领不一样，这种联合本领大概影响了病毒的感染力。但毕竟是加强照旧削弱，还必要通过其他实行本领验证。
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RBD-ACE2-B0AT1 复合物与冠状病毒S卵白的布局比力，二者通过RBD布局域锚定在一起（左，新型冠状病毒2019-nCoV；右，SARS-CoV）
据悉，清华大学王新泉传授研究团队和中国科学院微生物研究所齐建勋研究团队分别独立剖析了ACE2的N端卵白酶布局域与新冠病毒S卵白受体联合布局域的晶体布局。这些信息与周强团队的电镜布局互为支持、互为增补。值得一提的是，三个独立团队都选择在第一时间将其复合物的原子坐标向全社会公布，以进步其大概的使用率。
我们间隔“殊效药”另有多远
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RBD-ACE2-B0AT1复合物的冷冻电镜密度图，框内为RBD与ACE2的相互作用界面
起始于2019年底的新冠病毒引发的肺炎疫情已渐趋平缓。然而由于至今仍缺乏针对病毒的殊效药，公众对与病毒相干的科学研究格外等待。
周强团队表现，此次对复合物布局的剖析属于底子研究范畴的突破，与抗疫药物的研发没有一定接洽。但从另一方面讲，它又确实非常紧张。由于卵白质的布局在很大水平上决定了它的性子与功能，看清新冠病毒S卵白、ACE2及其相互作用的布局，相称于看清了“仇人的样子”，为后续科学家的靶向药物研究提供了更多信息。知己知彼，方能百战不殆。
该项研究结果的另一个意义在于，盘算生物学的研究职员可以在此底子上往构建差别的模子，进而睁开具有针对性的研究，判定什么样的突变大概会进一步进步S卵白与ACE2的相互作用，从而计划针对S卵白大概ACE2卵白的药物和抗体；又大概计划小分子粉碎它们之间的相互作用。这些都为药物计划和检测本领开辟提供坚固的底子。
底子科学范畴的研究是一个漫长的过程，许多时间必要于冷静无闻中服从。究竟上，已往两年，周强实行室不停在研究人源氨基酸转运卵白，他们锁定了数种目的卵白，ACE2就是此中一种。而后新冠肺炎疫情发作，周强团队敏捷提拔ACE2研究工作的优先级，以最快速率取得研究结果，为后期药物研发提供了关键信息。
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