近日，華中農業大學動物科學技術學院動物醫學院彭貴青教授團隊聯合上海科技大學劉志傑教授團隊解析了冠狀病毒229E（HCoV-229E）表面刺突蛋白（S）的近原子解析度結構，並捕捉到刺突蛋白的兩種中間構象，揭示了HCoV-229E入侵宿主細胞過程中必需的動態構象變化，為冠狀病毒疫苗研發提供新思路。
冠狀病毒種類繁多，嚴重威脅全球公共衛生安全和畜牧業的健康發展；其中感染哺乳動物的冠狀病毒主要為Alpha屬冠狀病毒（HCoV-229E、PEDV、TGEV、FIPV等）和Beta屬冠狀病毒（SARS-CoV、SARS-CoV-2、MERS-CoV）。冠狀病毒刺突蛋白（S）為同源三聚體，在介導病毒入侵以及誘導中和抗體產生方面起著關鍵作用。已有研究表明Beta-冠狀病毒S蛋白受體結合區域（RBD）存在 「lying」 向「standing」構象的轉換，進而完成與細胞受體結合。但是，Alpha-冠狀病毒S蛋白RBD如何通過構象轉換結合受體，一直是懸而未決的科學問題。
HCoV-229E刺突蛋白從非激活態到激活態的構象變化
團隊通過單顆粒冷凍電鏡三維重構的方法解析了HCoV-229E刺突蛋白兩種構象狀態的結構（構象1和構象2）。其中構象1為「細長」結構，它的三個受體結合區（RBD）均處於「lying」狀態，由於空間位阻導致其無法與受體APN結合，該構象為受體結合的非激活狀態（closed state）。同時我們發現一種「矮胖」新構象（構象2），其RBD排列更為鬆散，有利於轉換為「standing」狀態，進而與受體結合。該發現可推廣到其他嚴重危害動物健康的Alpha-冠狀病毒（PEDV、TGEV、FIPV），對理解其入侵宿主細胞的分子機制，開發新型疫苗和藥物具有重要科學意義。
Alpha-冠狀病毒和Beta-冠狀病毒亞單位疫苗研發策略
此基礎上，彭貴青教授團隊設計和表達了冠狀病毒S-三聚體和S-RBD，通過免疫效果評價，提出了冠狀病毒亞單位疫苗研發思路：針對Alpha-冠狀病毒（HCoV-229E 、PEDV等），S-三聚體比S-RBD更適合作為亞單位疫苗；針對Beta-冠狀病毒（SARS-CoV和SARS-CoV-2），S-三聚體和S-RBD均可作為亞單位疫苗的候選。
上述研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃，中國博士後基金和華中農業大學科技自主創新基金等項目資助。