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中国医学科学院在人冠状病毒HKU1进入机制研究取得重要进展

2018-07-18 来源:中国病毒学论坛  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:冠状病毒HKU1在普通人群中的感染会导致感冒,在婴儿、老人和免疫缺陷的病人中的感染能导致肺炎。HKU1病毒跟小鼠肝炎病毒(Mouse hepatitis virus,MHV)和人冠状病毒OC43同属β冠状病毒属A型冠状病毒。

 5月23日,Nature子刊NatureCommunications杂志在线刊出题为“CrystalstructureofthereceptorbindingdomainofthespikeglycoproteinofhumanbetacoronavirusHK-U1”的论文,病原生物学研究所钱朝晖副研究员课题组助理研究员欧秀元博士和崔胜研究员课题组关洪鑫博士为本文的并列第一作者,钱朝晖副研究员和崔胜研究员为本文并列通讯作者。

 
人冠状病毒HKU1在普通人群中的感染会导致感冒,在婴儿、老人和免疫缺陷的病人中的感染能导致肺炎。HKU1病毒跟小鼠肝炎病毒(Mousehepatitisvirus,MHV)和人冠状病毒OC43同属β冠状病毒属A型冠状病毒。前期,我们发现,不同于MHV和OC43,HKU1病毒S蛋白的受体结合区位于S1亚基的CTD(C-terminaldomain)而不是传统的NTD(N-terminaldomain)。在本研究中,钱朝晖课题组和崔胜课题组合作利用单波长异常衍射技术(Single-wavelengthanomalousdiffraction,SAD)解析了1.9埃分辨率的HKU1病毒的受体结合区,发现其包含三个亚结构域:核心(Core)亚区,插入(Insertion)亚区和SD-1(subdomain-1)亚区。核心亚区和SD-1亚区在不同冠状病毒中结构高度保守,而插入亚区高度变异。通过构建HKU1病毒不同亚型的S蛋白受体结合区的嵌合体,发现插入亚区是中和抗体的结合部位;通过进一步的点突变研究,发现了影响中和抗体结合的5个关键氨基酸;最后通过在人原代呼吸道上皮细胞中的竞争性感染实验,发现了影响S蛋白与其结合受体的2个关键氨基酸。另外,通过对MHV的SD-1上相关氨基酸的突变发现SD-1跟CTD的相互作用影响S蛋白的构象稳定,提出SD-1可能是将S蛋白跟受体结合引起构象改变的信号传导到S蛋白其它部分的关键节点。该研究成果将会为进一步研究冠状病毒的进入、免疫和进化机制打下良好基础。
 
本研究获得中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2016-I2M-1-014)、国家自然科学基金和国家重点研究和发展计划的资助。特别感谢瑞士光源蛋白质晶体学线站(X06DA)王梅天教授团队提供的Native-SAD技术和测量机时的支持。
 
Abstract
 
Humancoronavirus(CoV)HKU1isapathogencausingacuterespiratoryillnessesandsofarlittleisknownaboutitsbiology.HKU1virususesitsS1subunitC-terminaldomain(CTD)andnottheN-terminaldomainlikeotherlineageAβ-CoVstobindtoitsyetunknownhumanreceptor.HerewepresentthecrystalstructureofHKU1CTDat1.9??resolution.Thestructureconsistsofthreesubdomains:core,insertionandsubdomain-1(SD-1).WhilethestructureofthecoreandSD-1subdomainsofHKU1arehighlysimilartothoseofotherβ-CoVs,theinsertionsubdomainadoptsanovelfold,whichislargelyinvisibleinthecryo-EMstructureoftheHKU1Strimer.Weidentifyfiveresiduesintheinsertionsubdomainthatarecriticalforbindingofneutralizingantibodiesandtworesiduesessentialforreceptorbinding.Ourstudycontributestoabetterunderstandingofentry,immunityandevolutionofCoVSproteins.
 
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