Structure of replicating SARS-CoV-2 polymerase
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DOI：
10.1038/s41586-020-2368-8
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发表时间：
2020-05-21
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Cramer, Patrick
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hillen, Hauke S.;Kokic, Goran;Cramer, Patrick
新型冠状病毒严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 使用 RNA 依赖性 RNA 聚合酶 (RdRp) 进行基因组复制和基因转录 (1-3)。在这里，我们展示了模仿复制酶的活性形式的 SARS-CoV-2 RdRp 的冷冻电子显微镜结构。该结构包含病毒蛋白非结构蛋白 12 (nsp12)、nsp8 和 nsp7，以及两圈以上的 RNA 模板-产物双链体。 nsp12 的活性位点裂缝与 RNA 的第一转结合并通过保守残基介导 RdRp 活性。两个拷贝的 nsp8 结合到裂口的相对两侧，并定位第二圈 RNA。 nsp8 中的长螺旋延伸沿着退出的 RNA 突出，形成带正电的“滑杆”。这些滑动极点可以解释复制冠状病毒长基因组所需的已知 RdRp 持续合成能力 (3)。我们的研究结果能够详细分析瑞德西韦等物质抗病毒活性的抑制机制，瑞德西韦是一种治疗 2019 年冠状病毒病 (COVID-19)(4) 的药物。SARS-CoV-2 的 RNA 依赖性 RNA 聚合酶的冷冻电子显微镜结构揭示了冠状病毒的复制，并能够分析候选抗病毒药物的抑制机制。
The new coronavirus severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) uses an RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) for the replication of its genome and the transcription of its genes(1-3). Here we present a cryo-electron microscopy structure of the SARS-CoV-2 RdRp in an active form that mimics the replicating enzyme. The structure comprises the viral proteins non-structural protein 12 (nsp12), nsp8 and nsp7, and more than two turns of RNA template-product duplex. The active-site cleft of nsp12 binds to the first turn of RNA and mediates RdRp activity with conserved residues. Two copies of nsp8 bind to opposite sides of the cleft and position the second turn of RNA. Long helical extensions in nsp8 protrude along exiting RNA, forming positively charged 'sliding poles'. These sliding poles can account for the known processivity of RdRp that is required for replicating the long genome of coronaviruses(3). Our results enable a detailed analysis of the inhibitory mechanisms that underlie the antiviral activity of substances such as remdesivir, a drug for the treatment of coronavirus disease 2019 (COVID-19)(4).A cryo-electron microscopy structure of the RNA-dependent RNA polymerase of SARS-CoV-2 sheds light on coronavirus replication and enables the analysis of the inhibitory mechanisms of candidate antiviral drugs.