PNAS：新冠病毒Spike蛋白介导的病毒感染与细胞膜融合的分子机制

　　

　　12月21日，中国科学院上海巴斯德研究所孟广勋组和Dimitri Lavillette组合作在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》发表了研究论文SARS-CoV-2 spike engagement of ACE2 primes S2’ site cleavage and fusion initiation。 

 

 

　　由新冠病毒（SARS-CoV-2）感染引起的新冠肺炎（COVID-19）大流行在全球范围内已造成超过2.75亿例感染。SARS-CoV-2刺突（Spike）蛋白在功能上不仅负责识别宿主细胞上的受体，同时还会介导细胞膜与病毒包膜融合，从而导致病毒感染宿主细胞。目前全球流行的突变株在刺突蛋白上有多处突变发生，给疫苗的更新和设计都带来极大挑战。虽然目前已经发现宿主血管紧张素转换酶2（ACE2）蛋白与病毒Spike刺突蛋白结合，但结合后的分子事件与细胞机制还不明了。因此，阐明Spike蛋白与ACE2受体结合后下游的分子和细胞机制或是遏制当前大流行和预防未来冠状病毒爆发的一个研究重点。 

　　SARS-CoV-2 S蛋白单体包含两个片段：氨基末端的S1亚基中包含一个受体结合域(RBD)，它识别宿主ACE2受体进行初始对接；而羧基末端S2亚基催化病毒和细胞膜的融合，使随后的病毒RNA基因组进入受感染细胞内进行复制。在本研究中，科研人员通过细胞-细胞融合系统和假病毒感染模型，发现刺突蛋白结合受体后，会在细胞中启动蛋白酶切反应，导致S2’片段生成和膜融合现象。如果替换掉刺突蛋白的S2’切割位点，则能够有效抑制多种流行株的刺突蛋白（如Alpha，Beta和Delta等）诱导的细胞膜融合反应。因此，刺突蛋白感染过程中的S2’切割是新冠病毒感染过程中不可或缺的分子事件之一。 

 

　　该项研究工作主要由上海巴斯德所博士后喻实、博士研究生郑旭等在孟广勋与Dimitri Lavillette研究员的共同指导下完成；上海巴斯德所王颂基研究员合作参与了本项研究。该研究得到中国博士后基金、国家自然科学基金、中科院、上海市、科技部的经费支持。 

　　  

　　论文链接：https://www.pnas.org/content/119/1/e2111199119