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ヒトACE2を用いたSARS-CoV-2侵入の構造と機能基盤
Structural and Functional Basis of SARS-CoV-2 Entry by Using Human ACE2.
PMID: 32275855 PMCID: PMC7144619. DOI: 10.1016/j.cell.2020.03.045.
抄録
近年，中国で新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）が出現し，公衆衛生上の懸念が高まっている．最近、ACE2がSARS-CoV-2の侵入受容体であることが報告された。本研究では、SARS-CoV-2（SARS-CoV-2-CTD）スパイク（S）タンパク質のC末端ドメインとヒトACE2（hACE2）との複合体の結晶構造を明らかにし、全体的にSARS-CoVと同様のACE2結合様式を明らかにした。しかし、結合界面の原子レベルでの詳細は、SARS-CoV-2-CTDの主要な残基置換がわずかに相互作用を強化し、SARS-RBDよりも高い受容体結合親和性をもたらすことを示している。さらに、SARS-CoV-S1/受容体結合ドメイン（RBD）に対するマウスモノクローナル抗体（mAbs）およびポリクローナル抗体（pAbs）のパネルは、SARS-CoV-2Sタンパク質と相互作用することができず、SARS-CoVとSARS-CoV-2の間で抗原性に顕著な違いがあることが示された。これらの知見は、ウイルスの病態を明らかにするとともに、新興ウイルスに対する治療法の開発に向けた重要な構造情報を提供するものである。
The recent emergence of a novel coronavirus (SARS-CoV-2) in China has caused significant public health concerns. Recently, ACE2 was reported as an entry receptor for SARS-CoV-2. In this study, we present the crystal structure of the C-terminal domain of SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2-CTD) spike (S) protein in complex with human ACE2 (hACE2), which reveals a hACE2-binding mode similar overall to that observed for SARS-CoV. However, atomic details at the binding interface demonstrate that key residue substitutions in SARS-CoV-2-CTD slightly strengthen the interaction and lead to higher affinity for receptor binding than SARS-RBD. Additionally, a panel of murine monoclonal antibodies (mAbs) and polyclonal antibodies (pAbs) against SARS-CoV-S1/receptor-binding domain (RBD) were unable to interact with the SARS-CoV-2 S protein, indicating notable differences in antigenicity between SARS-CoV and SARS-CoV-2. These findings shed light on the viral pathogenesis and provide important structural information regarding development of therapeutic countermeasures against the emerging virus.
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