2018年7月10日,清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院張林琦和生命學(xué)院王新泉兩個課題組合作在美國《細胞》雜志旗下的《細胞報告》(Cell Reports)發(fā)表題為” Structural definition of a unique neutralization epitope on the receptor-binding domain of MERS-CoV spike glycoprotein”的研究論文。該研究解析了中東呼吸道綜合征冠狀病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV)抗體MERS-4與受體結(jié)合區(qū)域(Receptor Binding Domain, RBD)的結(jié)構(gòu),揭示了其獨到的抗病毒機制。
MERS-CoV是2012年在中東地區(qū)首先發(fā)現(xiàn)的一種新型冠狀病毒,與2003年發(fā)現(xiàn)的嚴重急性呼吸道綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)同屬于β冠狀病毒。MERS-CoV能夠引發(fā)嚴重的人類呼吸系統(tǒng)疾病,其致死率高達36%,目前尚無針對該病毒的預(yù)防性疫苗和特效的治療手段。從2012年至今,張林琦和王新泉兩個課題組通力合作,在MERS-CoV相關(guān)的研究中取得了一系列的突出成果。兩個課題組共同解析了MERS-CoV RBD與其受體的結(jié)構(gòu)(Wang, N. et al. Structure of MERS-CoV spike receptor-binding domain complexed with human receptor DPP4. Cell research 23, 986-993, doi:10.1038/cr.2013.92 (2013)),共同分離和鑒定了高效抗MERS-CoV人源單克隆抗體 (MERS-4和MERS-27)(Jiang, L. et al. Potent neutralization of MERS-CoV by human neutralizing monoclonal antibodies to the viral spike glycoprotein. Science translational medicine 6, 234ra259, doi:10.1126/scitranslmed.3008140 (2014)),并協(xié)力對其中一個抗體(MERS-27)的表位以及中和機制進行研究(Yu, X. et al. Structural basis for the neutralization of MERS-CoV by a human monoclonal antibody MERS-27. Scientific reports 5, 13133, doi:10.1038/srep13133 (2015))。
此次報道的研究成果,是張林琦和王新泉兩個課題組最新的合作產(chǎn)出。利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)學(xué)的方法,解析了RBD與高效單克隆抗體MERS-4復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu),揭示其獨特的識別表位和中和作用機制。與已經(jīng)報道的抗體比較,MERS-4并不是直接與受體競爭結(jié)合RBD發(fā)揮其中和作用,而是通過與RBD結(jié)合導(dǎo)致其中一段loop的構(gòu)象發(fā)生了較大的變化,進而破壞了RBD與受體識別的關(guān)鍵區(qū)域,間接的行使其抗病毒功能。 此外,MERS-4獨到的識別表位和中和機制使它能夠與其它抗MERS-CoV抗體產(chǎn)生協(xié)同作用,提高抗病毒活性和廣譜性,這為抗體藥物研發(fā)提供了全新的選擇。
該研究的通訊作者為醫(yī)學(xué)院張林琦教授和生命科學(xué)學(xué)院王新泉教授,生命科學(xué)學(xué)院博士生張森燕、醫(yī)學(xué)院博士生周盼盼和生命科學(xué)學(xué)院博士生王鵬飛為共同第一作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、科技部重點研發(fā)項目、比爾及梅琳達蓋茨基金等的資助。
MERS-4與RBD復(fù)合物結(jié)構(gòu)
◎論文鏈接:
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)30951-3
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