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威尼斯官网青年教师王庆玲博士合作研究成果在 PNAS 期刊发表


近日,威尼斯9499登录入口糖工程中心联合香港城市大学、中国疾病预防与控制中心、南方科技大学等多家单位在国际期刊 PNAS 上发表了题为 Molecular Basis of Differential Receptor Usage for Naturally-occurring CD55-binding and -nonbinding Coxsackievirus B3 Strains,该论文首次提供了肠道病毒差异性受体利用的分子基础,为阐释肠道病毒实现从 “单受体利用双受体利用的进化机制提供重要的数据。 肠道病毒感染是常见的新生儿期感染性疾病病因之一,近年来,肠道病毒已造成全球地区婴幼儿手足口病的多次流行,患儿除了表现为发热、手足皮肤及口腔黏膜等部位典型疱疹外,还可导致新生儿和青少年病毒性肌炎,脑膜炎等疾病,甚至死亡。每年由肠道病毒引起的感染已超过 30 亿人次,严重威胁人类健康。 细胞表面的受体是病毒入侵的门户,受体的使用决定了病毒感染细胞嗜性,并与病毒的致病性有关。研究表明,肠道病毒通常利用双受体系统(黏附受体和脱衣壳受体)进入宿主细胞引起感染(Cell2019177: 1553-1565),然而,有些肠道病毒毒株仅利用单个的双功能受体完成入侵过程(PNAS, 2020, 117: 18711-18718 )。深入了解肠道病毒差异性受体利用分子机制不仅对病毒的致病机制、疫苗及药物研发至关重要,而且为临床上由肠道病毒引起感染的精准化治疗提供指导意义。然而,肠道病毒差异性受体利用的分子机制尚不明晰。肠道病毒柯萨奇 B3Coxsackievirus B3, CVB3)是引起全球心肌炎的主要病原体。研究人员基于 NCBI 数据库 CVB3 毒株序列,结合从全国各地 6 岁以下儿童临床病例筛分的毒株序列分析发现,CVB3 核衣壳蛋白 VP3-234 位点的氨基酸呈现多态性的特点,此位点共出现五种不同的氨基酸(VP3-234Q/N/V/D/E),随后研究人员通过体外的生化试验及进化分析,证实 VP3-234 位点氨基酸的不同决定了病毒与黏附受体 CD55 结合的特异性/亲和性。为进一步阐释病毒差异性受体的入侵机制,研究人员利用冷冻电镜技术,分别解析了不同病毒毒株与黏附受体 CD55、脱衣壳受体 CAR 在不同入侵阶段不同 pH 下的高分辨率复合物结构,首次在近原子水平上提供了肠道病毒差异性受体利用的结构基础。同时,研究人员基于结构信息及体外的生化实验,提出不同 CVB3 毒株虽然利用相同的脱衣壳受体,其感染机制却存在 pH 偏好性差异的入侵模式。以上研究,不仅丰富肠道病毒入侵机制,也从分子水平上提供了受体利用中肠道病毒如何从单受体双受体进化过程的结构基础。 威尼斯9499登录入口青年教师王庆玲、中国疾病与预防控制中心杨倩、南方科技大学博士后刘聪聪为本论文的第一作者,高福院士为论文的通讯作者,该研究得到中国科学院微生物研究所齐建勋研究员、香港城市大学杨梦甦教授、威尼斯9499登录入口糖工程中心王仲孚教授的支持。

 

原子水平上阐释病毒差异性受体利用的结构机制 

文章连接:https://doi.org/10.1073/pnas.2118590119 

 

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