3 月 27 日，西湖大學研究團隊的一篇學術論文，登上了有名學術期刊《Science》的封面，標題為“Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2”。這篇論文是《Science》刊載的一篇專門研究新冠病毒的封面文章。該文章成功解析新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）細胞表面受體 ACE2 的全長三維結構，以及新冠病毒表面S蛋白受體結合結構域（RBD）與ACE2 全長蛋白復合物的三維結構。
>>>>>什么是 S 蛋白？
S 蛋白全稱為 Spike Glycoprotein （刺突糖蛋白）。它位于新冠病毒最外層，像一個個突起的 “**”。S蛋白可識別宿主細胞受體并介導膜融合，對于病毒顆粒進入細胞至關重要，是病毒感染宿主細胞的關鍵因子。根據美國得克薩斯大學奧斯汀分校研究團隊的解析結果，新冠病毒 S 蛋白以三聚體形態存在，每一個單體中約有 1300 多個氨基酸，其中 300 多個氨基酸構成了RBD。RBD直接參與宿主受體的識別，該區域的氨基酸變異會導致病毒的種屬嗜性和感染特性的變化。
新冠病毒S蛋白三聚體結構中，每一個S蛋白單體與相鄰的S蛋白相互纏繞形成緊湊的同型三聚體，其中S1 trimer的SD1/SD2 domain與相鄰S的S2亞基相互作用，這種相互纏繞的模式使得S1形成類似冠狀的結構從而將S2 trimer鎖定在prefusion的狀態，而S1 RBD與受體ACE2的結合以及S1/S2邊界處的酶切斷裂，都會使S1三聚體冠狀結構移除，從而造成S2大規模的構象變化，進而導致病毒膜與宿主膜融合。
>>>>>S蛋白與ACE2復合物結構解析
對 S 蛋白和 ACE2 的研究，對于解釋新冠病毒侵入細胞過程非常關鍵。獲取新冠病毒的S蛋白與ACE2蛋白的復合物結構，將有助于理解新冠病毒對比SARS病毒與ACE2結合的差異，以及新冠病毒的S蛋白與ACE2 結合時的存在狀態，因此，新冠病毒的S蛋白與ACE2蛋白的復合物結構為進一步精確地疫苗設計以及抗病毒藥物的發現提供了重要的結構生物學基礎。
ACE2和B0AT1復合物的電鏡圖。PD（肽酶結構域，peptidasedomains）和CLD（Collectrin樣域，Collectrin-like domain）。
此前，美國德克薩斯大學奧斯汀分校Jason S. McLellan研究組在Science雜志正式發表文章，他們利用冷凍電鏡技術分析了2019-nCoV表面S蛋白的近原子結構。于此同時，西湖大學周強實驗室利用冷凍電鏡技術成功解析此次新冠病毒的受體ACE2的全長結構，這是世界上首次解析出ACE2的全長結構。
他們又進一步解析出了 ACE2 全長蛋白與新冠病毒 S 蛋白受體結合結構域的復合物結構，整體分辨率 2.9 埃（埃，1 埃等于 0.1 納米），其中 S 蛋白受體結合結構域部分的分辨率為 3.5 埃。對于病毒識別至關重要的胞外結構域分辨率為2.7埃。3埃以內的電子密度圖可以很清楚的確定側鏈構象，側鏈之間的鹽鍵，氫鍵等相互作用。
ACE2-B0AT1復合物的冷凍電鏡密度圖。
在形態上，新冠病毒的 S 蛋白像一座橋橫跨在 ACE2 表面，又像病毒的一只手，緊緊抓住 ACE2，這一點與 SARS 病毒很相似。新冠病毒 S 蛋白的受體結合結構域與 SARS 病毒的序列也非常像，相似性達到 82%。
RBD與ACE2的相互作用示意圖。
進一步分析，研究人員可以看到新冠病毒表面的 S 蛋白到底是由哪些氨基酸與ACE2 相互作用。可以看到，對比此前已經解析出來的 SARS 病毒與 ACE2 的相互作用，新冠病毒 S 蛋白有一部分氨基酸殘基發生了較大改變。這也許可以解釋為什么新冠病毒和 SARS 與 ACE2 的結合能力不一樣，這種結合能力可能影響了病毒的傳染力。
RBD-ACE2-B0AT1復合物的冷凍電鏡密度圖，框內為RBD與ACE2的相互作用界面。
而在這次研究的基礎之上，計算生物學的研究人員可以在此基礎上去構建不同的模型，進而展開具有針對性的研究，判斷什么樣的突變可能會進一步提高 S 蛋白與 ACE2 的相互作用，從而設計針對 S 蛋白或者 ACE2 蛋白的藥物和抗體；又或者設計小分子破壞它們之間的相互作用。這些，都可以為藥物設計和檢測手段開發提供堅實的基礎。
為了支持新冠病毒的研究和治療診斷產品的開發，北京安必奇生物快速研發生產出新型冠狀病毒相關蛋白和抗體產品，覆蓋新冠病毒S蛋白、N蛋白和受體ACE2蛋白，滿足科學研究、檢測及中和抗體制備的需求。同時，我們提供其他冠狀病毒（SARS、MERS等）相關蛋白產品。
產品列表
| Cat# | Product name | Identity | Source |
| Spike-19V | Recombinant COVID-19 Spike protein S1 subunit RBD, Mouse IgG1 Fc-tagged |
S1(RBD)-mFc | HEK293 |
| Spike-190V | Recombinant COVID-19 Spike protein RBD, His-tagged |
S1(RBD)-His | HEK293 |
| Spike-191V | Recombinant COVID-19 Spike protein S1 subunit, His-tagged |
S1-His | HEK293 |
| Spike-192V | 2019-nCoV Recombinant COVID-19 Spike protein S1 subunit, Human IgG1 Fc-tagged |
S1-hFc | HEK293 |
| Spike-194V | Recombinant COVID-19 Spike protein (S1+S2 ECD), His-tagged |
S1+S2(ECD)-His | Baculovirus-Insect Cells |
| Spike-195V | 2019-nCoV Recombinant COVID-19 Spike protein S1 subunit, His-tagged |
S1-His | Baculovirus-Insect Cells |
| Spike-197V | Recombinant COVID-19 Spike protein (S2 ECD), His-tagged | S2(ECD)-His | Baculovirus-Insect Cells |
| N-127V | Recombinant COVID-19 N protein |
N-His | E.coli |
| N-196V | Recombinant COVID-19 Nucleocapsid protein, His-tagged | N-His | Baculovirus-Insect Cells |
| N01-128V | Recombinant COVID-19 N protein truncated N01, His-tagged |
N01-His | E.coli |
| N02-129V | Recombinant COVID-19 N protein truncated N02, His-tagged |
N02-His | E.coli |
| ACE2-736H | Recombinant Human ACE2, His-tagged |
ACE2-His | HEK293 |
| ACE2-68H | Recombinant Human ACE2, Fc-tagged |
ACE2-hFc | HEK293 |
| ACE2-185H | Recombinant Human ACE2, mouse IgG1 Fc-tagged | ACE2-mFc | HEK293 |
參考文獻
1. Yan R, Zhang Y, Li Y, et al. Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2[J]. Science, 2020.
2. Wrapp D, Wang N, Corbett K S, et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation[J]. Science, 2020, 367(6483): 1260-1263