类MERS蝙蝠冠状病毒NeoCoV和PDF-2180受体ACE2的鉴定

作     者：熊清 

作者单位：武汉大学 

学位级别：硕士

导师姓名：严欢

授予年度：2022年

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 

主      题：NeoCoV PDF-2180 中东呼吸综合征病毒 受体 血管紧张素转化酶2 

摘      要：中东呼吸综合征病毒(MERS-CoV)以及一些蝙蝠冠状病毒利用二肽基肽酶-4(DPP4)作为它们的进入受体。然而,NeoCoV是目前已发现的与MERS-CoV在基因组水平上最接近的蝙蝠冠状病毒,其受体仍然未知。在本论文的研究中,我们意外地发现NeoCoV以及它的近亲PDF-2180可以高效地利用特定蝙蝠的血管紧张素转化酶2(ACE2)作为受体进入细胞,并能较弱地识别人的ACE2。这两种病毒利用它们刺突蛋白S1亚基上的C末端结构域作为受体结合域(RBD)与ACE2相互作用。冷冻电镜分析结果显示这两种病毒以一种新颖的方式结合ACE2。SARS-CoV,SARS-CoV-2以及NL63的RBD在ACE2上具有相似的足迹,与NeoCoV的RBD在ACE2上的足迹几乎没有重叠。通过结构分析,我们发现人的ACE2的338位的天门冬酰胺附近序列是限制其支持NeoCoV高效感染的种属决定因子。此外,我们还发现NeoCoV仅通过其受体结合基序(RBM)上的T510F单点突变就可以实现有效地利用人的ACE2;PDF-2180虽然在对应氨基酸上已经是苯丙氨酸,但其在RBD区域另外两处与NeoCoV的氨基酸差异使其尚不能高效地利用人的ACE2。值得一提的是,SARS-CoV-2疫苗接种者的血清以及特异性识别MERS-CoV的纳米抗体都不能有效地阻断含有NeoCoV和PDF-2180刺突蛋白的假病毒入侵。我们的研究首次报道了一类重要的MERS-CoV相关的蝙蝠冠状病毒可以利用ACE2作为受体。这一发现使我们更加深入地了解了冠状病毒的感染入侵机制,并对防范与应对潜在的人畜共患病毒威胁具有重要指导意义。