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尊龙凯时捕捉冠状病毒早期融合中间体的突破性研究

发布时间:2025-08-02   信息来源:尊龙凯时官方编辑

自2019年底新冠病毒(SARS-CoV-2)爆发以来,全球公共卫生领域受到重大影响。该病毒通过其刺突蛋白(S蛋白)与宿主细胞的ACE2(血管紧张素转换酶2)受体结合进行感染,涉及复杂的膜融合机制。这一过程中,从初步的ACE2受体结合到S1亚单位的脱落,再到形成六螺旋束(6-HB)结构,最终促进病毒与宿主细胞膜的融合。然而,S蛋白在ACE2结合与S1脱落之间的早期融合中间态的结构与功能特性尚不明确,这是抗病毒药物开发中的关键知识缺口。

尊龙凯时捕捉冠状病毒早期融合中间体的突破性研究

复旦大学邢立晓研究团队在《Cell》期刊发表的研究“Early Fusion Intermediate of ACE2-Using Coronavirus Spike Acting as an Antiviral Target”系统性地解析了ACE2依赖性冠状病毒S蛋白的早期融合中间态,揭示其作为抗病毒靶点的潜力,为开发新型抗病毒策略提供了依据。研究团队利用低温电子显微镜(Cryo-EM)技术成功解析了ACE2诱导的S蛋白早期融合中间态(E-FIC-S-ACE2复合物)结构,发现S蛋白在ACE2诱导下以独特构象暴露出HR1结构域,这一结构对膜融合至关重要,成为潜在的抗病毒靶点。

基于该发现,研究者们设计了一种靶向HR1的蛋白分子ALSE,旨在特异性阻断融合过程。体外实验结果表明,ALSE对ACE2依赖性冠状病毒表现出显著的抑制活性,而对非ACE2依赖性病毒则没有抑制效果,显示了其高度特异性。这表明E-FIC是新冠病毒感染的一个独特靶点,ALSE通过靶向HR1成功阻断病毒入侵。此外,荧光聚焦形成实验进一步验证了ALSE对真实冠状病毒的抑制和病毒颗粒灭活活性,展示了其潜在的广谱抗病毒能力。

研究还分析了S2亚单位切割位点对ACE2诱导的HR1塌陷的作用,揭示了S蛋白融合构象转换的动态分子机制,确认了S2’位点切割是HR1暴露与膜融合的关键步骤。通过EKT肽和抗HR1抗体的结合实验,研究验证了HR1在融合过程中的动态暴露特性,增强了其作为抗病毒靶点的可行性。

尽管本研究取得了重要突破,但仍存在一定局限性。实验中所用的S蛋白构建缺乏跨膜区域,限制了对完整融合过程的模拟。此外,尚未获得高分辨率的E-FIC-PG复合物结构,且缺乏非人灵长类模型的验证,因此未来需优化实验设计。

ACE2作为一种广泛表达于人类肺、肾、心脏等组织中的膜结合型金属蛋白酶,主要功能是通过转化血管紧张素II为血管紧张素1-7,调节血管紧张素-肾素系统,从而控制血压、炎症和组织纤维化等生理过程。在冠状病毒感染中,ACE2作为SARS-CoV-2等病毒的受体,通过与S蛋白的结合域相互作用介导病毒进入宿主细胞。S蛋白与ACE2结合后触发构象变化,启动膜融合过程,是病毒感染的关键步骤。近年来,ACE2作为抗冠状病毒药物开发的靶点备受关注。

针对ACE2作为靶点的研究主要集中在以下几个方向:中和抗体和可溶性ACE2的开发;小分子抑制剂的筛选;针对S蛋白融合中间态的抑制剂设计;以及ACE2调控疗法。这些研究均旨在更有效地干预病毒感染过程,减少其对人类健康的影响。

作为生命科学领域的创新供应商,尊龙凯时专注于高质量研究产品的研发与生产,致力于推动生命科学研究的进步。我们提供与ACE2相关的多种研究产品,包括ACE2重组蛋白、抗ACE2抗体和S蛋白相关试剂等,为学术研究和药物开发提供强有力的支持,助力研究者在抗病毒药物开发上取得更大进展。