[出典] Neutralizing nanobodies bind SARS-CoV-2 spike RBD and block interaction with ACE2. Huo J [..] Owens RJ, Naismith JH. Nat Struct Mol Biol 2020-07-13

 新型コロナウイルス (SARS-CoV-2)は、これまでのコロナウイルスよりも感染性が高く、インフルエンザよりも重篤な疾患を引き起こすが、SARS-CoV-1と同様に、そのスパイク (S)タンパク質 [1]のS1サブユニットに位置する受容体結合ドメイン (RBD)を介して、ヒト細胞表面のアンジオテンシン変換酵素 2 (ACE2)受容体に結合し、続いて、Sタンパク質のS2サブユニットを介してヒト細胞膜へ融合する。したがって、Sタンパク質なかでもRBDに結合する抗体は中和抗体として期待できる。

 Rosalind Franklin Institute, University of Oxford, Diamond Light Source LtdおよびNational Infection Serviceの研究グループは今回、ラマ由来のナイーブ単一ドメイン抗体 [2]ライブラリからPCRをベースにしたCDR3へのランダム変異誘発を介して結合親和性成熟を図り、その結果、RBDに結合し、RBDとACE2との相互作用をブロックするH11-D4とH11-H4を得た。結合親和性を示す解離定数KDはそれぞれ、39 nMと12 nMであった。
  • 単一粒子クライオ電顕再構成法によりいずれのナノボディーもスパイク三量体の3つのRBD全てに結合することが明らかになった。また、いずれも、ACE2が結合する表面と部分的に重なる同じエピトープを認識することが明らかになり、RBDとACE2の結合を阻害する構造基盤も明らかになった。
  • ナノボディーとIgG1由来のFcとの融合体は、新型コロナウイルスに対して中和活性 (H11-H4は4-6 nM; H11-D4は18 nM)を示した。
  • また、今回得られたナノボディー抗体は、SARS-CoV-1回復患者由来でありSARS-CoV-2と交差反応し、RBD上のACE2結合サイトから遠位のエピトープに結合するCR3022抗体と、相加的効果を示し、抗体カクテル療法の可能性を示唆した。
 構造情報
  • EMD-11218 / PDB 6ZHD  (prefusion spike with H11-H4)
  • EMD-11068 / PDB 6Z43  Cryo-EM Structure of SARS-CoV-2 Spike : H11-D4 Nanobody Complex (公開日 2020-06-03)
  • 6YBP (H11-H4–RBD)
  • 6ZH9  (H11-H4–RBD–CR3022)
  • 6YZ5  H11-D4 complex with SARS-CoV-2 RBD (公開日 2020-06-03)
  • 6YZ7  H11-D4, SARS-CoV-2 RBD, CR3022 ternary complex (公開日 2020-06-03) (分解能3.3 Å)
  • 6Z2M  H11-D4, SARS-CoV-2 RBD, CR3022 ternary complex (公開日 2020-06-03)(分解能 2.71 Å)
 [関連crisp_bio記事]
  1. 2020-06-05 [解説] 新型コロナウイルスのスパイク (S)タンパク質とは?
  2. 2020-05-09 新型コロナウイルス: ラマとアルパカに由来するナノボディ(VHH抗体)が、SARS-CoV-2を封じ込める (1)
  3. 2020-05-09 新型コロナウイルス: ラマとアルパカに由来するナノボディ(VHH抗体)が、SARS-CoV-2を封じ込める (2)
  4. 2020-07-05 新型コロナウイルス: スパイクタンパク質のN末端に結合する中和抗体を発見 - 抗体カクテル療法の可能性拡がる
  5. [20200619更新] 新型コロナウイルス感染症 (軽症)から回復した175名が帯びていた中和抗体のデータから見えてきたこと
  6. [20200610更新] 新型コロナウイルス: SARS-CoV-2中和抗体をCOVID-19から回復した患者由来モノクローナル抗体から発見
  7. 2020-05-30 COVID-19患者1名から、霊長類モデル動物をSARS-CoV-2から保護する中和抗体を発見
  8. 2020-05-30 CODIV-19患者B細胞から、SARS-CoV-2特異的中和抗体を発見
  9. 2020-05-20 新型コロナウイルス: SARS-CoV-2中和抗体を, SARS-CoV-1患者由来モノクローナル抗体から発見
  10. 2020-05-17 新型コロナウイルス:COVID−19回復期患者から中和能を帯びたモノクローナル抗体4種類を分離
  11. [20200505更新] 新型コロナウイルス:SARS-CoV-2の感染を阻害し中和するヒト・モノクローナル抗体を作出