【前沿進展】孫強/黃紅豔團隊合作揭示D614G突變增強新冠病毒感染...

2021-01-15 澎湃新聞
【前沿進展】孫強/黃紅豔團隊合作揭示D614G突變增強新冠病毒感染能力新機制

2020-12-01 15:46 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

以下文章來源於iNature ，作者楓葉

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新型冠狀病毒SARS-CoV-2導致2019年冠狀病毒病（COVID-19），如今仍在全球肆虐。目前流行的SARS-CoV-2中已廣泛出現了D164G突變體，並逐漸取代2019年的原始毒株成為主流病毒株，但導致該突變株超強的傳播和感染能力的機制並不清楚【1】。

2020年11月17日，孫強研究員與首都醫科大學黃紅豔教授研究團隊合作在 Signal Transduction and Targeted Therapy上發表了題為Bimodular effects of D614G mutation on the spike glycoprotein of SARS-CoV-2 enhance protein processing, membrane fusion, and viral infectivity的文章【2】。文章對介導新冠病毒感染的關鍵分子——刺突蛋白（S蛋白）進行了生物信息學分析，並就D614G突變後病毒的感染能力增強機制進行了系統研究。發現D614G突變可以通過雙模態的調控S蛋白三聚體的穩定性來促進病毒的感染。

研究人員首先通過對GISAID EpiCoV資料庫中9002個S基因序列進行序列比對，發現D614G是一個突出的突變，約佔已發現突變的90%(5583/6253)，位點特異性突變頻率>62%(5583/9002)。同時，三維建模結果顯示野生型S蛋白第614位(D614)的天冬氨酸殘基與相鄰亞基的T859殘基可形成氫鍵並相互作用，而當第614位的D突變成G時，側鏈丟失，消除了亞基間的氫鍵。進一步研究發現，在未與ACE2受體結合的情況下，G614突變體中三聚體的表達量高於D614野生型；一旦與ACE2受體結合，G614突變體中三聚體的表達量顯著降低。表明未與受體結合時，G614突變能夠增加病毒粒子上的S-三聚體穩定性，而當與ACE2受體結合時，則促進了S-三聚體的解離，從而增加介導膜融合的S2片段暴露(圖1)。在細胞學水平，G614突變對S蛋白穩定性的影響顯著增強了病毒顆粒和靶細胞膜的融合，以及對靶細胞的感染（是野生型的3.1~5.6倍）。

圖1. D614G突變調節S蛋白三聚體穩定性

本研究首次提出D614G突變增強新冠病毒感染力的雙模態調節理論，即「增加游離病毒顆粒表面S-三聚體穩定性，同時促進結合於靶細胞表面病毒S-三聚體的解離」（圖2），為D614G突變病毒株的防治提供了新思路。

圖2 D614G突變雙模態調節S蛋白三聚體穩定性、增強感染模式圖

該論文第一作者為首都醫科大學碩士研究生蔣曉禕，研究助理張崢嶸，助理研究員王晨曦，副研究員任洪廣和高級實驗師高麗華。孫強研究員、首都醫科大學北京世紀壇醫院黃紅豔教授為該論文的共同通訊作者。

原文連結

https://www.nature.com/articles/s41392-020-00392-4

參考文獻

1.Korber B, Fischer WM, Gnanakaran S, et al. Tracking Changesin SARS-CoV-2 Spike: Evidence that D614G Increases Infectivity of the COVID-19Virus. Cell. 2020;182(4):812-827.e19. doi:10.1016/j.cell.2020.06.043

2.Jiang X, Zhang Z, Wang C, et al. Bimodular effects of D614Gmutation on the spike glycoprotein of SARS-CoV-2 enhance protein processing,membrane fusion, and viral infectivity. Signal Transduct Target Ther.2020;5(1):268. Published 2020 Nov 17. doi:10.1038/s41392-020-00392-4

來源：BioArtReport

1980-2020

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