《康奈尔大学等研究SARS-CoV-2刺突蛋白的蛋白水解切割和新型S1 / S2位点的作用》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-06-12
  • Cell Press旗下iScience期刊于5月28日发表了康奈尔大学和巴黎萨克雷大学的研究文章“Proteolytic cleavage of the SARS-CoV-2 spike protein and the role of the novel S1/S2 site”。
    文章指出,SARS-CoV-2的起源与蝙蝠中的B族β-冠状病毒SARS-CoV和SARS相关的冠状病毒有关。SARS-CoV-2基因组的早期特征表明,刺突(S)蛋白中存在明显的4个氨基酸插入(SPRRAR↓S),位于S1受体结合亚基和S2融合亚基之间的界面处的S1 / S2位点处。文章表示,值得注意的是,该插入片段似乎是SARS相关序列之间的区别特征,并为蛋白酶弗林蛋白酶引入了潜在的切割位点。在该文章中,研究人员利用生化肽裂解测定法测试了一系列可能参与刺突蛋白加工的蛋白酶,即前蛋白转化酶弗林蛋白酶和PC1、胰蛋白酶和II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TTSP)、组织蛋白酶B和L,结果发现,弗林蛋白酶可以切割SARS-CoV-2,但不切割SARS-CoV。然而,除了弗林蛋白酶,其他蛋白酶也比SARS-CoV更容易切割SARS-CoV-2。文章表示,获得4个氨基酸的插入片段可将SARS-CoV-2 S1 / S2裂解位点的活化蛋白酶库显着拓宽至已知可能激活冠状病毒S蛋白的所有主要蛋白水解酶类别。研究人员调查了这种新型的S1 / S2裂解位点的潜在作用,并为各种蛋白酶的蛋白水解过程提供了直接的生化证据。研究人员在SARS-CoV-2的起源、病毒稳定性和传播的背景下讨论了这些发现。研究人员还建议,SARS-CoV-2 S1 / S2切割位点可能是由H9流感病毒的突变/重组引起的,而不是由H7和H5 HPAI中发现的更广泛的多碱基位点的聚合酶滑移引起的。术语“多碱基位点”是针对SARS-CoV-2的误称。文章指出,最近发现的与SARS-CoV-2密切相关的蝙蝠冠状病毒(BatCoV-RmYN02)加强了这一概念,该冠状病毒具有扩展的S1 / S2裂解环,缺少其他基本残基(SPAAR↓S)。BatCoV-RmYN02代表了SARS-CoV-2出现的良好候选者,缺乏弗林蛋白酶切割位点并可能利用独特的受体,但提供了SARS-CoV-2天然来源的证据。
    文章百世,需要进一步研究以鉴定导致SARS-CoV-2出现的前体序列,并阐明该病毒获得其独特的S1 / S2位点的进化机制。

  • 原文来源:https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(20)30397-7
相关报告
  • 《5月28日_康奈尔大学等研究SARS-CoV-2刺突蛋白的蛋白水解切割和新型S1 / S2位点的作用》

    • 来源专题:COVID-19科研动态监测
    • 编译者:zhangmin
    • 发布时间:2020-05-31
    • 1.时间:2020年5月28日 2.机构或团队:康奈尔大学、巴黎萨克雷大学 3.事件概要: Cell Press旗下iScience期刊于5月28日发表了康奈尔大学和巴黎萨克雷大学的研究文章“Proteolytic cleavage of the SARS-CoV-2 spike protein and the role of the novel S1/S2 site”。 文章指出,SARS-CoV-2的起源与蝙蝠中的B族β-冠状病毒SARS-CoV和SARS相关的冠状病毒有关。SARS-CoV-2基因组的早期特征表明,刺突(S)蛋白中存在明显的4个氨基酸插入(SPRRAR↓S),位于S1受体结合亚基和S2融合亚基之间的界面处的S1 / S2位点处。文章表示,值得注意的是,该插入片段似乎是SARS相关序列之间的区别特征,并为蛋白酶弗林蛋白酶引入了潜在的切割位点。在该文章中,研究人员利用生化肽裂解测定法测试了一系列可能参与刺突蛋白加工的蛋白酶,即前蛋白转化酶弗林蛋白酶和PC1、胰蛋白酶和II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TTSP)、组织蛋白酶B和L,结果发现,弗林蛋白酶可以切割SARS-CoV-2,但不切割SARS-CoV。然而,除了弗林蛋白酶,其他蛋白酶也比SARS-CoV更容易切割SARS-CoV-2。文章表示,获得4个氨基酸的插入片段可将SARS-CoV-2 S1 / S2裂解位点的活化蛋白酶库显着拓宽至已知可能激活冠状病毒S蛋白的所有主要蛋白水解酶类别。研究人员调查了这种新型的S1 / S2裂解位点的潜在作用,并为各种蛋白酶的蛋白水解过程提供了直接的生化证据。研究人员在SARS-CoV-2的起源、病毒稳定性和传播的背景下讨论了这些发现。研究人员还建议,SARS-CoV-2 S1 / S2切割位点可能是由H9流感病毒的突变/重组引起的,而不是由H7和H5 HPAI中发现的更广泛的多碱基位点的聚合酶滑移引起的。术语“多碱基位点”是针对SARS-CoV-2的误称。文章指出,最近发现的与SARS-CoV-2密切相关的蝙蝠冠状病毒(BatCoV-RmYN02)加强了这一概念,该冠状病毒具有扩展的S1 / S2裂解环,缺少其他基本残基(SPAAR↓S)。BatCoV-RmYN02代表了SARS-CoV-2出现的良好候选者,缺乏弗林蛋白酶切割位点并可能利用独特的受体,但提供了SARS-CoV-2天然来源的证据。 文章百世,需要进一步研究以鉴定导致SARS-CoV-2出现的前体序列,并阐明该病毒获得其独特的S1 / S2位点的进化机制。 4.附件: 原文链接:https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(20)30397-7
  • 《复旦大学和中国科学院生物物理研究所评估在有无胰蛋白酶的情况下,弗林蛋白酶切割位点在SARS-CoV-2刺突蛋白介导的膜融合中的作用》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-06-27
    • Signal Transduction and targeted therapy期刊于6月12日发表了复旦大学和中国科学院生物物理研究所的文章“The role of furin cleavage site in SARS-CoV-2 spike protein-mediated membrane fusion in the presence or absence of trypsin”。 文章指出,据推测,RRAR是SARS-C0V-2刺突蛋白(S)中独特的弗林蛋白酶样切割位点(FCS),而SARS-CoV等其他B βCoV谱系中却不存在,这是高传染性和传播性的原因。到目前为止,还没有报道通过实验证明这一假设。因此,本文首次通过S介导的细胞-细胞融合测定法分析了该FCS在CoV-S介导的融合中的潜在作用。 在这个广泛采用的细胞-细胞融合系统中,CoV-S和绿色荧光蛋白基因被转化到293T细胞中。为了模拟病毒融合过程,作为效应细胞的转导293T细胞上的CoV-S可以介导其效应细胞与带有受体的细胞作为靶细胞的融合。然后,通过计算融合细胞的比例,研究人员可以评估是否存在外源胰蛋白酶或人呼吸道胰蛋白酶样蛋白酶(HAT)时,SARS-CoV-2-S,SARS-CoV-S及其突变体的融合能力。 研究人员在没有外源胰蛋白酶或HAT的情况下,比较了SARS-CoV-2-S,SARS-CoV-S及其突变体的融合能力。有趣的是,带有FCS的SARS-CoV-2或SARS-CoV-S-m1突变体可以有效地介导细胞间融合,而其他没有FCS的则不能。这些结果表明,在没有胰蛋白酶或HAT的情况下,FCS可能在CoV-S介导的膜融合中发挥作用。 随后,研究人员比较了在胰蛋白酶存在下SARS-CoV-2-S及其突变体的融合能力。研究发现,令人惊讶的是,就像含有FCS的SARS-CoV-2-S一样,所有没有功能性FCS的突变体和SARS-CoV-S都可以以胰蛋白酶浓度依赖性的方式有效地介导细胞间融合,尽管SARS-CoV-S-介导的融合活性远低于SARS-CoV-2-S。同样,用HAT进行处理也以剂量依赖的方式有效地拯救了没有FCS的SARS-CoV-2突变体的融合能力。 文章表示,这些结果表明,像存在HAT的人类呼吸道等的环境中,对于SARS-CoV-2的高融合能力而言,FCS可能不像以前认为的那么关键。值得注意的是,只有高浓度的胰蛋白酶才能完全恢复没有FCS的SARS-CoV-2-S突变体的融合能力。因此,关于没有FCS的SARS-CoV-2是否仍能在人呼吸道中如此高效地感染靶细胞的结论,需要更多的体外和体内证据。文章推断S蛋白的结构和特征可能是SARS-CoV-2-S潜在的促融合活性的原因,而不是SARS-CoV-2-S中FCS的存在。有必要对COVID-19动物模型进行更多研究,以阐明FCS或宿主弗林蛋白酶在SARS-CoV-2感染中的确切作用。