Распознавание рецептора новым коронавирусом из Уханя: анализ, основанный на десятилетних структурных исследованиях коронавируса SARS

В последнее время в Ухане (Китай) появился новый коронавирус (2019-nCoV), вызывающий у людей симптомы, сходные с симптомами, обусловленными коронавирусом тяжёлого острого респираторного синдрома (SARS-CoV). С момента вспышки SARS-CoV в 2002 году многочисленные структурные исследования выявили ключевые взаимодействия на атомном уровне между рецептор-связывающим доменом (RBD) шиповидного белка SARS-CoV и его рецептором на клетках хозяина — ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2). Эти взаимодействия определяют межвидовую передачу SARS-CoV и передачу от человека человеку. Используя обширные данные о SARS-CoV и недавно опубликованную последовательность 2019-nCoV, мы проанализировали, какие рецепторы может использовать новый вирус. Во-первых, последовательность RBD 2019-nCoV, включая непосредственно контактирующий с ACE2 рецептор-связывающий мотив (RBM), сходна с последовательностью SARS-CoV, что убедительно указывает на использование ACE2 в качестве рецептора. Во-вторых, несколько ключевых аминокислотных остатков RBM 2019-nCoV, в частности Gln493, обеспечивают благоприятные взаимодействия с человеческим ACE2, что согласуется со способностью 2019-nCoV заражать клетки человека. В-третьих, ряд других ключевых остатков RBM 2019-nCoV, особенно Asn501, совместимы со связыванием человеческого ACE2, но не оптимальны для него; это позволяет предположить, что вирус приобрёл некоторую способность передаваться от человека человеку. Наконец, хотя филогенетический анализ указывает на происхождение 2019-nCoV от летучих мышей, вирус потенциально способен распознавать ACE2 у разных видов животных, за исключением мышей и крыс. Эти виды могут быть промежуточными хозяевами или животными моделями инфекции 2019-nCoV. Полученные данные помогают понять, какие рецепторы использует вирус, как он проникает в клетки, заражает клетки хозяина и связан с животными-хозяевами; они также могут быть полезны для эпидемиологического надзора и профилактических мер против 2019-nCoV.

Появление коронавируса из Уханя (2019-nCoV) заставило весь мир насторожиться. 2019-nCoV напоминает SARS-CoV, вызвавший вспышку в 2002–2003 годах. В ходе десятилетних структурных исследований распознавания рецептора SARS-CoV мы выявили ключевые взаимодействия между шиповидным белком SARS-CoV и его рецептором на клетках хозяина ACE2, определяющие межвидовую передачу вируса и передачу от человека человеку. Одна из целей исследований SARS-CoV заключалась в создании пошагово уточняемой модели взаимодействий вируса с рецептором на атомном уровне, которая помогла бы вести эпидемиологический надзор, предсказывать использование рецепторов вирусами разных видов и выявлять потенциальных животных-хозяев и животных для моделирования вирусных инфекций. Опираясь на последовательность шиповидного белка 2019-nCoV, мы применили эту модель, чтобы получить новые данные о том, какие рецепторы может использовать вирус и каков вероятный круг его хозяев. Это исследование служит строгой проверкой данной модели и даёт специалистам в области фундаментальных, трансляционных и общественно-здравоохранительных исследований прогностические данные, которые могут помочь изучать новый 2019-nCoV и бороться с ним. Значимость: