血管緊張素轉換酶2 (ACE2)受體為具有不同受體結合域(RBD)結構的各種冠狀病毒所共有,然而對這些趨同獲得事件的理解仍然難以捉摸。
2025年2月7日,武漢大學嚴歡、美國華盛頓大學David Veesler、中國科學院病毒研究所鄧增欽、廣州實驗室石正麗共同通訊在Cell在線發表題為“Multiple independent acquisitions of ACE2 usage in MERS-related coronaviruses”的研究論文,該研究報告了感染伏翼的兩種蝙蝠MERS相關冠狀病毒(MERSr-CoVs)-MOW15-22和PnNL2018B使用ACE2作為其受體,具有狹窄的直向同源特異性。
MOW15-22/PnNL2018B RBD-ACE2復合物的冷凍電子顯微鏡結構揭示了一種意想不到的完全不同的結合模式,與任何其他已知的使用ACE2的冠狀病毒的結合模式相差> 45 A。來自105個哺乳動物物種的ACE2直向同源物的功能譜導致了宿主嗜性決定簇的鑒定,包括限制病毒識別的ace 2 N432-糖基化,以及具有有效病毒中和活性的可溶性P.natACE2突變體的設計。該發現揭示了在歐洲蝙蝠中發現的merbecoviruses對ACE2使用的趨同性,強調了冠狀病毒中ACE2識別模式的非凡多樣性和這種受體的混雜性。
人類中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERSCoV)屬于Merbecovirus亞屬(也稱為C β型冠狀病毒或2c組冠狀病毒),是中東呼吸綜合征(MERS)的病原體,病死率為36%。MERS-CoV的進化軌跡和宿主轉換歷史仍不清楚。雖然單峰駱駝是MERS-CoV的既定中間宿主,但來自新發現的病毒序列的越來越多的證據表明,Old World Vespertilionidae蝙蝠(Vespertilionidae)是merbecovirus的天然宿主。然而,目前已知的蝙蝠MERS相關冠狀病毒(MERSrCoVs)在全基因組水平上與人類或駱駝MERSCoV沒有非常高的相似性。NeoCoV,在非洲laefotis bats(Cape se rotine)中發現,代表了與MERS-CoV最近的已知親屬,具有85.5%的全基因組核苷酸序列同一性。
ACE2是多種冠狀病毒的受體,包括 SARS-CoV-1、SARS-CoV-2 和 NL63 等。然而,MERS-CoV 及其相關病毒通常使用DPP4作為受體。最近的研究發現,某些蝙蝠 MERS-CoV 相關病毒(例如 NeoCoV 和 PDF-2180)也可以使用 ACE2 作為受體,但其結合模式與已知的使用 ACE2 作為受體的病毒不同。
機理模式圖(圖源自Cell)
該研究報告了兩種歐洲蝙蝠中的 MERS 相關冠狀病毒——MOW15-22和PnNL2018B,發現它們也使用ACE2作為受體,但其結合模式與之前已知的使用 ACE2 作為受體的冠狀病毒完全不同。該研究揭示了 MERS 相關冠狀病毒中 ACE2 使用的多次獨立進化事件,強調了 ACE2 作為冠狀病毒受體的多樣性和復雜性。這些發現不僅增進了人們對冠狀病毒受體使用機制以及進化的理解,還為未來應對潛在的冠狀病毒跨物種傳播提供了重要的科學依據。
參考消息:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01474-0
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