冠状病毒膜融合肽的研究

批准号:
31670164
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
钱朝晖
依托单位:
学科分类:
C0107.病毒学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
高小攀、牟志霞、欧秀元、关洪鑫、郑旺良、单艺玮、田娟
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中文摘要
包膜病毒入侵宿主细胞时,需要融合病毒包膜和细胞膜,而病毒包膜蛋白上的一段核心序列(膜融合肽)在此过程中起着关键作用。冠状病毒带有包膜,是一类重要呼吸道病毒,其中SARS和MERS病毒是引起人类严重急性呼吸综合征和中东呼吸综合症的感染病因。长期的研究发现,冠状病毒的感染依赖于病毒刺突(S)蛋白和其受体的相互作用,然而其关键的膜融合肽在S蛋白上的序列、位置以及作用机制仍然不清。在我们的前期研究中,通过应用生物信息学手段我们对不同冠状病毒S蛋白的膜融合肽区域进行了预测,进而在MERS病毒中应用氨基酸突变与膜融合实验分析,初步证实了这一区域对于膜融合的关键作用。本项目将在此基础上进一步对MERS、SARS、229E和小鼠肝炎病毒的该区域进行深入的病毒学、生物化学与生物物理学研究,以期确认其膜融合肽的核心序列,进而解析其三级结构,为阐明冠状病毒膜融合肽介导膜融合的作用机制提供关键的证据。
英文摘要
Enveloped viruses including coronavirus (CoV) initiate infection through fusion of the viral and cellular membrane, and viral fusion peptides (FP) play an essential role in this process. Coronaviruses are important human respiratory pathogens that may lead to severe pneumonia, and currently there are no effective drug treatment and vaccine available. Coronavirus entry is mediated by the interaction between viral spike (S) glycoprotein and its host receptor. Despite having made significant advances in understanding of how viral S proteins mediate virus entry, the location and properties of the FPs in the S proteins of different coronaviruses have not yet been determined. Through bioinformatics analyses of S proteins of different CoVs, we recently identified a common region as a putative FP (pFP) that shares the characteristics of FPs of Class-I viral fusion proteins, despite lack of amino acid sequence identity. Our primary mutagenesis analyses on pFP of the S protein of Middle East Respiratory Syndrome coronavirus (MERS-CoV) indicate that this region is essential for viral and cellular membrane fusion. In this study, we proposed to systemically characterize pFPs of S proteins of MERS-CoV, Severe Acute Respiratory Syndrome coronavirus (SARS-CoV), human coronavirus 229E, and mouse hepatitis virus (MHV), and determine if these pFPs are the functional fusion peptides by combination of different approaches from molecular virology, biochemistry, and biophysics. In addition, we also plan to use liquid and solid state NMR to solve their structures in lipids. These discoveries will make significant contribution to our understanding of how the S protein evolved and mediates fusion, and provide a potential new target for drug development.
膜融合肽是病毒膜融合蛋白的必不可少的关键元件,而冠状病毒膜融合肽的核心序列仍然未知。本项目利用生物信息学的分析,找到了潜在冠状病毒膜融合肽的序列,随后通过病毒学、生物化学和生物物理学工具和手段在MERS病毒,SARS病毒和小鼠肝炎病毒的S蛋白上证实了该序列为冠状病毒的膜融合肽,并进一步结合液相和固相核磁方法研究了胆固醇对MERS病毒膜融合肽在脂类中构象变化的影响,阐明了它们介导膜融合的机制,为进一步阐明S蛋白介导的细胞进入机制以及研究新型抑制冠状病毒药物和疫苗打下良好基础。
期刊论文列表
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Glycine 29 Is Critical for Conformational Changes of the Spike Glycoprotein of Mouse Hepatitis Virus A59 Triggered by either Receptor Binding or High pH
甘氨酸 29 对于由受体结合或高 pH 值触发的小鼠肝炎病毒 A59 刺突糖蛋白的构象变化至关重要
DOI:10.1128/jvi.01046-19
发表时间:2019-08
期刊:Journal of Virology
影响因子:5.4
作者:Mi Dan;Ou Xiuyuan;Li Pei;Peng Guiqing;Liu Yan;Guo Ruixuan;Mu Zhixia;Li Fang;Holmes Kathryn;Qian Zhaohui
通讯作者:Qian Zhaohui
Crystal structure of the receptor binding domain of the spike glycoprotein of human betacoronavirus HKU1.
人β冠状病毒HKU1刺突糖蛋白受体结合域的晶体结构。
DOI:10.1038/ncomms15216
发表时间:2017-05-23
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Ou X;Guan H;Qin B;Mu Z;Wojdyla JA;Wang M;Dominguez SR;Qian Z;Cui S
通讯作者:Cui S
Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV
SARS-CoV-2 刺突糖蛋白在病毒进入过程中的特征及其与 SARS-CoV 的免疫交叉反应
DOI:10.1038/s41467-020-15562-9
发表时间:2020-03-27
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Ou, Xiuyuan;Liu, Yan;Qian, Zhaohui
通讯作者:Qian, Zhaohui
Identification of H209 as Essential for pH 8-Triggered Receptor-Independent Syncytium Formation by S Protein of Mouse Hepatitis Virus A59
通过小鼠肝炎病毒 A59 的 S 蛋白鉴定 H209 对于 pH 8 触发的受体非依赖性合胞体形成至关重要
DOI:10.1128/jvi.00209-18
发表时间:2018-06-01
期刊:JOURNAL OF VIROLOGY
影响因子:5.4
作者:Li, Pei;Shan, Yiwei;Qian, Zhaohui
通讯作者:Qian, Zhaohui
冠状病毒拮抗宿主NMD通路的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:钱朝晖
- 依托单位:
磷脂肌醇在冠状病毒S蛋白介导的入侵中的作用机制研究
- 批准号:31970171
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:56.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:钱朝晖
- 依托单位:
人冠状病毒HKU1 S蛋白介导的细胞进入机制的研究
- 批准号:31470266
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:86.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:钱朝晖
- 依托单位:
国内基金
海外基金
