截止今天上午 11 点，全球新冠病毒感染人数已经超过70万人，其中美国确诊病例近14万人。快速发展的疫情让人们寻找特效药物的需求变得愈发紧迫。西湖大学的研究或许可为全球对抗疫情的努力贡献力量。
严重急性呼吸道综合症冠状病毒（SARS-CoV-2）是一种 RNA 病毒，可导致严重的呼吸道综合症，由此导致的 2019 年冠状病毒疾病暴发（COVID-19）已成为一种严重流行病。之前的研究已经得出，SARS-CoV-2 的基因组与非典 SRAS 病毒具有约 80％的同一性，与蝙蝠冠状病毒 BatCoV RaTG13 约 96％相同。
但是，新型冠状病毒是如何侵入人体的？在侵染人体的一刻又发生了什么？
此前，西湖大学周强实验室在论文：Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2 中，首次公开了新型冠状病毒表面 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，展示了新冠病毒侵染人体细胞的详细过程。
随着新冠肺炎在全球范围内逐渐呈现大流行趋势，这一研究内容对新冠肺炎的精准诊断及治疗起到了重要的推动作用。
刚刚，这项成果登上了最新一期 Science 杂志的封面。这篇论文最早于 2 月 21 日发布在预印本平台 bioRxiv，3 月 4 日被 Science 杂志正式接收。
这项研究揭示了什么？
在关于新冠病毒的报道中，ACE2 受体蛋白是一个出镜率很高的词，西湖大学特聘研究员陶亮将其比喻成新冠病毒进入人体的「门把手」，其重要性可见一斑。ACE2 也称为 ACEH，称为血管紧张素转化酶 2，具有调节血压、体液平衡等作用，在肺、心脏、肾脏和肠道广泛存在。
我们在中学的时候就已经学过，病毒是一种无法独立存活的微生物，必须依赖宿主细胞提供其生存、繁殖所需的条件。因此，病毒必须「设法」侵入宿主细胞。对于新冠病毒来说，其核心任务就是侵入人体细胞。
从结构上来说，病毒由一个核酸长链（DNA 或 RNA）和蛋白质外壳构成。在感染宿主细胞的过程中，病毒表面的蛋白会与人体表面的受体结合，就像一只手抓住了门把手。而在新冠病毒中，「这只手」就是病毒表面的 S 蛋白，它的目标就是抓住「门把手」ACE2 受体。
S 蛋白全称为 spike glycoprotein（刺突糖蛋白），位于新冠病毒最外层，像一个个突起的「皇冠」。
那么 S 蛋白是如何抓住 ACE2 受体的呢？这个问题对于寻求新冠病毒的治疗方法非常重要。如果能详细了解这一过程，我们就能想办法对其进行干预，阻断新冠病毒进入人体的过程。
在周强团队的不懈努力下，我们得以洞悉新冠病毒 S 蛋白与 ACE2 的高分辨率三维空间结构。下图为其受体结合区域的复合物结构图。
下图为 RBD（receptor binding domain）和 ACE2 的相互作用示意图。与 SARS 类似，新冠病毒 S 蛋白的 RBD 像一座桥一样横跨在 ACE2 表面，紧紧抓住 ACE2。这也就是新冠病毒得以在人体内长驱直入的关键所在。
新冠病毒 S 蛋白受体结合结构与 SARS 病毒相似度可达 82%，但新冠病毒 S 蛋白的一部分氨基酸残基发生了较大改变，至于这些改变导致的病毒与受体结合能力以及传染性的变化，有待进一步研究验证。
「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。」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如是说。
周强团队的这一研究，有助于我们进一步理解新冠病毒的入侵机制，为今后对新冠病毒的防疫、防治以及药物抗体的研制提供重要科学依据。
药物与抗体，还有多远
周强团队表示，此次对复合物结构的解析属于基础研究领域的突破，与抗疫药物的研发没有必然联系。不过要是理解了蛋白质的结构，它的性质与功能也就差不多能理解了。在这篇 Science 论文中，研究者解析了新冠病毒 S 蛋白、ACE2 之间的相互作用及结构，这表示它为后续靶向药物研究提供了更多信息，是非常好的基础研究。
这是针对药物研发的启发，因为该研究是一种基础性的成果，它同样能作为进一步研究的基础。
例如计算生物学家能在这项 Science 研究的基础上构建不同的模型，判断什么样的突变可能会进一步提高 S 蛋白与 ACE2 之间相互作用。并以此为突破口，设计针对 S 蛋白或者 ACE2 蛋白的药物和抗体，或者设计另一种小分子来破坏他们之间的相互作用。
总之，这一项 Science 研究揭示了 ACE2 的高分辨率结构，以及 S 蛋白与 ACE2 之间的相互作用结构。如果我们能设计出对冠状病毒 ACE2 或 S 蛋白具有亲和力的结合剂，那么可以促进构建「诱饵」配体或者中和抗体的发展，在病毒打开细胞之前，拿走它的开门钥匙。
尽管并非直接影响，但这篇 Science 研究确实非常有助于探索如何抑制病毒的感染。
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西湖大学新冠病毒研究登上 Science 封面，揭秘病毒进入人体那一刻
发布时间：2020-03-30 14:16 文章来源：未知 作者：凯发k8国际首页登录
截止今天上午 11 点，全球新冠病毒感染人数已经超过70万人，其中美国确诊病例近14万人。快速发展的疫情让人们寻找特效药物的需求变得愈发紧迫。西湖大学的研究或许可为全球对抗疫情的努力贡献力量。
严重急性呼吸道综合症冠状病毒（SARS-CoV-2）是一种 RNA 病毒，可导致严重的呼吸道综合症，由此导致的 2019 年冠状病毒疾病暴发（COVID-19）已成为一种严重流行病。之前的研究已经得出，SARS-CoV-2 的基因组与非典 SRAS 病毒具有约 80％的同一性，与蝙蝠冠状病毒 BatCoV RaTG13 约 96％相同。
但是，新型冠状病毒是如何侵入人体的？在侵染人体的一刻又发生了什么？
此前，西湖大学周强实验室在论文：Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2 中，首次公开了新型冠状病毒表面 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，展示了新冠病毒侵染人体细胞的详细过程。
随着新冠肺炎在全球范围内逐渐呈现大流行趋势，这一研究内容对新冠肺炎的精准诊断及治疗起到了重要的推动作用。
刚刚，这项成果登上了最新一期 Science 杂志的封面。这篇论文最早于 2 月 21 日发布在预印本平台 bioRxiv，3 月 4 日被 Science 杂志正式接收。
这项研究揭示了什么？
在关于新冠病毒的报道中，ACE2 受体蛋白是一个出镜率很高的词，西湖大学特聘研究员陶亮将其比喻成新冠病毒进入人体的「门把手」，其重要性可见一斑。ACE2 也称为 ACEH，称为血管紧张素转化酶 2，具有调节血压、体液平衡等作用，在肺、心脏、肾脏和肠道广泛存在。
我们在中学的时候就已经学过，病毒是一种无法独立存活的微生物，必须依赖宿主细胞提供其生存、繁殖所需的条件。因此，病毒必须「设法」侵入宿主细胞。对于新冠病毒来说，其核心任务就是侵入人体细胞。
从结构上来说，病毒由一个核酸长链（DNA 或 RNA）和蛋白质外壳构成。在感染宿主细胞的过程中，病毒表面的蛋白会与人体表面的受体结合，就像一只手抓住了门把手。而在新冠病毒中，「这只手」就是病毒表面的 S 蛋白，它的目标就是抓住「门把手」ACE2 受体。
S 蛋白全称为 spike glycoprotein（刺突糖蛋白），位于新冠病毒最外层，像一个个突起的「皇冠」。
那么 S 蛋白是如何抓住 ACE2 受体的呢？这个问题对于寻求新冠病毒的治疗方法非常重要。如果能详细了解这一过程，我们就能想办法对其进行干预，阻断新冠病毒进入人体的过程。
在周强团队的不懈努力下，我们得以洞悉新冠病毒 S 蛋白与 ACE2 的高分辨率三维空间结构。下图为其受体结合区域的复合物结构图。
下图为 RBD（receptor binding domain）和 ACE2 的相互作用示意图。与 SARS 类似，新冠病毒 S 蛋白的 RBD 像一座桥一样横跨在 ACE2 表面，紧紧抓住 ACE2。这也就是新冠病毒得以在人体内长驱直入的关键所在。
新冠病毒 S 蛋白受体结合结构与 SARS 病毒相似度可达 82%，但新冠病毒 S 蛋白的一部分氨基酸残基发生了较大改变，至于这些改变导致的病毒与受体结合能力以及传染性的变化，有待进一步研究验证。
「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。」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如是说。
周强团队的这一研究，有助于我们进一步理解新冠病毒的入侵机制，为今后对新冠病毒的防疫、防治以及药物抗体的研制提供重要科学依据。
药物与抗体，还有多远
周强团队表示，此次对复合物结构的解析属于基础研究领域的突破，与抗疫药物的研发没有必然联系。不过要是理解了蛋白质的结构，它的性质与功能也就差不多能理解了。在这篇 Science 论文中，研究者解析了新冠病毒 S 蛋白、ACE2 之间的相互作用及结构，这表示它为后续靶向药物研究提供了更多信息，是非常好的基础研究。
这是针对药物研发的启发，因为该研究是一种基础性的成果，它同样能作为进一步研究的基础。
例如计算生物学家能在这项 Science 研究的基础上构建不同的模型，判断什么样的突变可能会进一步提高 S 蛋白与 ACE2 之间相互作用。并以此为突破口，设计针对 S 蛋白或者 ACE2 蛋白的药物和抗体，或者设计另一种小分子来破坏他们之间的相互作用。
总之，这一项 Science 研究揭示了 ACE2 的高分辨率结构，以及 S 蛋白与 ACE2 之间的相互作用结构。如果我们能设计出对冠状病毒 ACE2 或 S 蛋白具有亲和力的结合剂，那么可以促进构建「诱饵」配体或者中和抗体的发展，在病毒打开细胞之前，拿走它的开门钥匙。
尽管并非直接影响，但这篇 Science 研究确实非常有助于探索如何抑制病毒的感染。