[20200311更新] 新型コロナウイルスのスパイク糖タンパク質 (S)の構造、機能および抗原性 : crisp

# 2020-03-11 関連crisp_bio記事へのリンク追加; PDBへのリンクと構造図追加; 初稿からの改訂履歴を文末に移動
# 2020-03-10 当該論文のCell誌からの公開を追記

[出典] "Structure, function and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein" Walls AC, Park YJ [..] Veesler D. bioRxiv 2020-02-20 > Cell誌にアクセプト (Journal pre-proof) >Cell 2020-03-09
NEWS "COVID-19 coronavirus spike holds infectivity details" UW Medicine Newsroom. 2020-02-21.

UW School of Medicine, Fred Hutchinson Cancer Research Centerなどの研究グループは、ACE2を発現するアフリカミドリザルのVeroE6細胞とヒトACE2を発現するBHK細胞において、SARS-CoV-2 がACE2を介して感染することを、マウス白血病ウイルス(MLV)によるシュードタイピングで、確認した。
SARS-CoV-2 Sの受容体結合ドメイン (RBD)のACE2に対する結合親和性は、少なくともSARS-CoVと同等である。
SARS-CoV-2 Sは他のSARS関連CoVと異なり、S1/S2サブユニットの境界に４残基が加わっており、S1/S2サブユニットの境界にPaired basic Amino acid Cleaving Enzyme (PACE)としても知られているフーリンの切断部位が位置していた。これに応じて、SARS-CoV SがS1/S2サブユニットに分裂しないままシュードウイルス粒子に取り込まれるのに対して、SARS-CoV-2は生合成される際に分裂した。著者らは、これによってSARS-CoV-2が屈性を示す細胞・組織の型が広がることを、示唆した。
SARS-CoV-2 Sの外部ドメインの三量体の構造をクライオ電顕法により分解能 3.3 Åで再構成し、SARS-CoV SとMERS-CoV Sを思わせる多重なコンフォメーションをとることを同定した。著者らは、風邪に関わるヒト・コロナウイルスと異なり、部分的に開口したコンフォメーションをとることが、病原性を高めることを、示唆した。
さらに、SARS-CoV-2 S-MLVで免疫したマウスの血清が、 SARS-CoV S-MLVのVeroE6細胞への感染を完全に阻害し、SARS-CoV-2-MLVの感染をコントロールの~10%まで抑制することを見出した。

[構造データ]　

6VXX/EMD 21452: Structure of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein (closed state)
6VYB/EMD 21457: SARS-CoV-2 spike ectodomain structure (open state)
RCSB PDBからキャプチャした下図参照

[新型コロナウイルス構造解析関連crisp_bio記事]

2020-03-11 SARS-CoVのスパイク(S)のサブユニットS2に対するモノクローナル抗体が、SARS-CoV-2と交差反応した
2020-03-10 新型コロナウイルスの創薬標的候補であるヌクレオカプシドのウイルスゲノムRNA結合ドメインの結晶構造解析
2020-02-21 新型コロナウイルスのスパイク糖タンパク質 (S)とヒト細胞受容体ACE2との複合体クライオ電顕構造
2020-02-16 新型コロナウイルスのスパイク糖タンパク質 (S)のクライオ電顕構造

[新型コロナウイルス構造関連論文]

SARS-CoV-2 and SARS-CoV Spike-RBD Structure and Receptor Binding Comparison and Potential Implications on Neutralizing Antibody and Vaccine Development. Sun C [..] Xie L. (Sinocelltech Ltd) bioRixv 2020-02-20.
"X-ray Structure of Main Protease of the Novel Coronavirus SARS-CoV-2 Enables Design of α-Ketoamide Inhibitors" Zhang L, Lin D, Sun X, Rox K, Hilgenfeld R (University of Lübeckなど). bioRxiv 2020-02-20: [PDB IDs] 6Y2E(1.75 Å) Crystal structure of the free enzyme of the SARS-CoV-2 (2019-nCoV) main protease; 6Y2F (1.95 Å) Crystal structure (monoclinic form) of the complex resulting from the reaction between SARS-CoV-2 (2019-nCoV) main protease and tert-butyl (1-((S)-1-(((S)-4-(benzylamino)-3,4-dioxo-1-((S)-2-oxopyrrolidin-3-yl)butan-2-yl)amino)-3-cyclopropyl-1-oxopropan-2-yl)-2-oxo-1,2-dihydropyridin-3-yl)carbamate (alpha-ketoamide 13b); 6Y2G (2.2 Å) Crystal structure (orthorhombic form) of the complex resulting from the reaction between SARS-CoV-2 (2019-nCoV) main protease and tert-butyl (1-((S)-1-(((S)-4-(benzylamino)-3,4-dioxo-1-((S)-2-oxopyrrolidin-3-yl)butan-2-yl)amino)-3-cyclopropyl-1-oxopropan-2-yl)-2-oxo-1,2-dihydropyridin-3-yl)carbamate (alpha-ketoamide 13b)
"SARS-CoV-2 and SARS-CoV Spike-RBD Structure and Receptor Binding Comparison and Potential Implications on Neutralizing Antibody and Vaccine Development" Sun C [..] Xie L. (Sinocelltech Ltd) bioRixv 2020-02-20.
"Crystal structure of Nsp15 endoribonuclease NendoU from SARS-CoV-2" Kim Y, Jedrzejczak R [..] Joachimiak A. bioRxiv 2020-03-03. (U. Chicago & ANL); PDB ID 6VWW (2.2 Å) Crystal Structure of NSP15 Endoribonuclease from SARS CoV-2.
crisp_bio 2020-03-07 新型コロナウイルスの感染は、ヒト細胞のACE2とTMPRSS2に依存し、慢性膵炎治療薬で阻害される："SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor" Hoffmann M [..] Pöhlmann S. Cell 2020-03-05
細胞融合後のSを含むSARS-CoV-2の透過電顕像 "Viral Architecture of SARS-CoV-2 with Post-Fusion Spike Revealed by Cryo-EM" Liu C, Yang Y, Gao Y [..] Zhang Z, Wang P, Liu L. bioRxiv 2020-03-05.

[更新履歴]
# 2020-03-07 「新型コロナウイルスの感染は、ヒト細胞のACE2とTMPRSS2に依存し、慢性膵炎治療薬で阻害される」へのリンク追加 (crisp_bio 2020-03-07)
# 2020-03-06 SARS-CoV-2のスパイク(S)を介した細胞への侵入にヒト細胞のACE2とTMPRSS2が必須と同定し、ACE2に対する抗体とTMPRSS2に対するカモスタットメシル酸塩で阻害可能とするCell 2020-03-05論文など書誌事項を[新型コロナウイルス構造関連論文]の項に追加
# 2020-03-04 [新型コロナウイルス構造関連論文]の論文2にPDB ID追記し、論文4を追加
# 2020-03-01 crisp_bio 2020-03-01 "新型コロナウイルスのメインプロテアーゼに対してIC50 0.48μMの阻害活性を示す低分子を治験薬から発見"へのリンク追加
# Cell Pressのコロナウイルス研究Hub https://www.cell.com/2019-nCOV
# 2020-02-29 共著者の一人がCell誌にアクセプトされたとツイート

# 2020-02-23 # 2020-02-23 用語の整理：SARS-CoV-2(ウイルスの名称)がCOVID-19 (ウイルス感染症の名称)を引き起こす
# 2020-02-22 19:20 [新型コロナウイルス構造関連bioRxiv投稿]2編へのリンク追加
# 2020-02-22 12:20 初回投稿

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