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西湖大學(xué)
西湖大學(xué) 浙江省教育廳
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冷凍電鏡技術(shù)解析新冠病毒受體ACE2蛋白

2021-04-10 00:00:00
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關(guān)鍵詞: ACE2蛋白
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所屬領(lǐng)域:
生物、醫(yī)藥及醫(yī)療機(jī)械
項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:

西湖大學(xué)周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室利用冷凍電鏡技術(shù)成功解析此次新冠病毒的受體——ACE2的全長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。這是世界上首次解析出ACE2的全長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究?jī)?nèi)容于北京時(shí)間2月19日凌晨3點(diǎn)左右在預(yù)印版平臺(tái)bioRxiv上線。這也是西湖大學(xué)承擔(dān)的浙江省新型冠狀病毒肺炎防治應(yīng)急科研攻關(guān)任務(wù)的重要成果。

 

新型冠狀病毒感染引發(fā)的肺炎疫情爆發(fā)后,武漢病毒研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),新型冠狀病毒和2003年的SARS病毒一樣,也是通過識(shí)別ACE2蛋白進(jìn)入人體細(xì)胞的,ACE2是“新冠病毒”侵入人體的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn),在SARS病毒和“新冠病毒”侵入人體的過程中,ACE2就像是“門把手”,病毒抓住它,從而打開了進(jìn)入細(xì)胞的大門。

 

周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了攻堅(jiān)。第一步,他們要獲取ACE2蛋白全長(zhǎng)蛋白,但作為膜蛋白的ACE2本身很難在體外穩(wěn)定獲得。周強(qiáng)及博士后鄢仁鴻在文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)ACE2與腸道內(nèi)的一個(gè)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白B0AT1能夠形成復(fù)合物。根據(jù)他們過去的研究經(jīng)驗(yàn),這個(gè)復(fù)合物極有可能穩(wěn)定住ACE2。果然,他們通過共表達(dá)的方法獲得了ACE2與B0AT1優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的復(fù)合物,并利用西湖大學(xué)的冷凍電鏡平臺(tái)成功解析了其三維結(jié)構(gòu),分辨率達(dá)到2.9埃,對(duì)于病毒識(shí)別至關(guān)重要的胞外結(jié)構(gòu)域分辨率為2.7埃。

通過分析ACE2的全長(zhǎng)蛋白結(jié)構(gòu),周強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)ACE2以二聚體形式存在,同時(shí)具有開放和關(guān)閉兩種構(gòu)象變化,但兩種構(gòu)象均含有與冠狀病毒的相互識(shí)別界面。

一研究發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步解析全長(zhǎng)ACE2和新冠病毒的S蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。

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