TUhjnbcbe - 2025/7/22 19:46:00
3月27日，来自中国研究团队的一篇学术论文，登上了世界著名学术期刊《Science》的封面。这篇论文的研究成果是与新型冠状病毒相关的。具体来说，该论文成功解析新型冠状病毒（COVID-19）细胞表面受体ACE2的全长三维结构，以及新型冠状病毒表面S蛋白受体结合结构域与细胞表面受体ACE2全长蛋白复合物的三维结构。值得一提的是，这篇论文是自本次疫情全球爆发以来《Science》杂志所刊载的第一篇专门研究新冠病毒的封面论文。新冠病毒侵入细胞的关键：S蛋白和ACE2新型冠状病毒引发的肺炎疫情，让冠状病毒、S蛋白、ACE2这些冷僻的生物学名词再次进入公众视野。研究人员发现，新型冠状病毒感染人体细胞的关键在于冠状病毒的S蛋白与人体ACE2蛋白的结合。准确地说，是病毒的S蛋白“劫持”了原本是控制血压的ACE2，通过与它的结合入侵人体。那么，什么是S蛋白？S蛋白全称为SpikeGlycoprotein（刺突糖蛋白）。它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解析结果，新冠病毒S蛋白以三聚体形态存在，每一个单体中约有多个氨基酸，其中多个氨基酸构成了“受体结合结构域”，即S蛋白与ACE2相联结的地方。那么，什么又是ACE2？ACE2，Angiotensin-convertingenzyme2，中文全称为血管紧张素转化酶2，是人体内一种参与血压调节的蛋白，在肺、心脏、肾脏和肠道广泛存在。那么，人体细胞的一个蛋白，怎么会与病毒发生联系？西湖大学特聘研究员陶亮用了一个形象的比喻：如果把人体想象成一间房屋，把新冠病毒想象成强盗，那么，ACE2就是这间房屋的门把手；S蛋白抓住了它，病毒从而长驱直入闯进人体细胞。所以，对S蛋白和ACE2的研究，成为解读新冠病毒侵入细胞过程的关键，这也是西湖大学周强实验室的研究重点所在。同时，也正如加州大学洛杉矶分校分子与医学药理学、生物工程特聘教授孙仁所言：S蛋白与其受体的相互作用，是病毒传播的重要决定因素之一。因此，观察S蛋白受体结合结构域的序列及对应结构在病毒跨物种传播过程中、传播后的变化，对我们了解确认传播机制、预测传播能力来说是一条有效路径。S蛋白像一座桥横跨在ACE2表面这次登上《Science》封面的论文成果，本质上是在解释病毒S蛋白和ACE2的全貌以及彼此间的互相作用。论文标题为：StructuralbasisfortherecognitionoftheSARS-CoV-2byfull-lengthhumanACE2在此前已经成功解析出ACE2全长蛋白的高分辨三维空间结构的基础上，这篇论文成果解析出了ACE2全长蛋白与新冠病毒S蛋白受体结合结构域的复合物结构，整体分辨率2.9埃（雷锋网注：埃，公制长度单位，1埃等于0.1纳米，这个单位名称是为纪念瑞典物理学家AndersJonasngstrm而定的），其中S蛋白受体结合结构域部分的分辨率为3.5埃。那么，研究人员从解析出来的复合物结构中看见了什么？原来，在形态上，新冠病毒的S蛋白像一座桥横跨在ACE2表面，又像病毒的一只手，紧紧抓住ACE2，这一点与SARS病毒很相似。新冠病毒S蛋白的受体结合结构域与SARS病毒的序列也非常像，相似性达到82%。进一步分析，研究人员可以看到新冠病毒表面的S蛋白到底是由哪些氨基酸与ACE2相互作用。可以看到，对比此前已经解析出来的SARS病毒与ACE2的相互作用，新冠病毒S蛋白有一部分氨基酸残基发生了较大改变。这也许可以解释为什么新冠病毒和SARS与ACE2的结合能力不一样，这种结合能力可能影响了病毒的传染力。不过，这种病毒的传染力究竟是增强还是减弱，还需要通过其他实验手段验证。其实，在这一研究成果早在北京时间2月21日就已经在预印版平台bioRxiv发布，并第一时间向全社会公开——美国东部时间3月4日，该论文被《Science》杂志正式接收。最终出现，它出现在3月27日《Science》杂志封面上。值得一提的是，清华大学王新泉教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解析了ACE2的N端蛋白酶结构域与新冠病毒S蛋白受体结合结构域的晶体结构。而这些信息与周强团队所获取的相关电镜结构互为支持、互为补充。这项成果究竟意味着什么？在新冠疫情依旧全球蔓延的情况下，对于病毒相关的科学研究备受