SARS 冠状病毒刺突受体结合域与 ACE2 受体界面能量特征及关键残基的定量解读
生物大分子
2021-05-14 v1
摘要
2019 冠状病毒病(COVID-19)的广泛传播已宣布为全球卫生紧急事件。作为抗体和药物开发最重要的靶点之一，Spike RBD-ACE2 界面已受到广泛关注。在此，利用分子动力学模拟，我们明确评估了 SARS-CoV 与 SARS-CoV-2 的 RBD-ACE2 复合物的结合能量特征，以寻找关键残基。尽管 SARS-CoV-2 RBD 与 SARS-CoV RBD 的整体 ACE2 结合模式几乎相同，但结合亲和力差异高达 -16.35 kcal/mol。能量分解分析确定了 SARS-CoV-2 RBD 中的三个结合区块和十一个关键残基（Phe486、Tyr505、Asn501、Tyr489、Gln493、Leu455 等），它们被认为是药物开发的主要靶点。主导作用力来自这些残基的范德华吸引和脱水作用。同样值得提及的是，我们在 SARS-CoV-2 上发现了七个突变位点（Lys417、Leu455、Ala475、Gly476、Glu484、Gln498 和 Val503），其出乎意料地削弱了 RBD-ACE2 结合。非常有趣的是，RBD-ACE2 界面上最具排斥性的残基（E484）被发现存在于最新英国变异株 B1.1.7 中突变，导致对高中和性 COVID-19 康复期血浆的完全病毒中和逃逸。我们目前的结果表明，至少从能量角度看，此类 E484 突变可能对 ACE2 结合具有有益效应。本研究从能量角度系统理解了 SARS-CoV-2 RBD 与 ACE2 受体的结合特征。我们希望所发现的三大结合区块、关键吸引残基和意外突变位点能为 SARS-CoV-2 药物设计及交叉活性抗体识别提供见解。
引用
@article{arxiv.2103.06578,
title = {Quantitative Interpretations of Energetic Features and Key Residues at SARS Coronavirus Spike Receptor-Binding Domain and ACE2 Receptor Interface},
author = {Yanmei Yang and Yunju Zhang and Yuanyuan Qu and Xuewei Liu and Mingwen Zhao and Yuguang Mu and Weifeng Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.06578},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 4 figures, 1 table