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タイトルStructural determinants of spike infectivity in bat SARS-like coronaviruses RsSHC014 and WIV1.
ジャーナル・号・ページJ Virol, Page e0034224, Year 2024
掲載日2024年7月19日
著者Shuyuan Qiao / Xinquan Wang /
PubMed 要旨The recurrent spillovers of coronaviruses (CoVs) have posed severe threats to public health and the global economy. Bat severe acute respiratory syndrome (SARS)-like CoVs RsSHC014 and WIV1, currently ...The recurrent spillovers of coronaviruses (CoVs) have posed severe threats to public health and the global economy. Bat severe acute respiratory syndrome (SARS)-like CoVs RsSHC014 and WIV1, currently circulating in bat populations, are poised for human emergence. The trimeric spike (S) glycoprotein, responsible for receptor recognition and membrane fusion, plays a critical role in cross-species transmission and infection. Here, we determined the cryo-electron microscopy (EM) structures of the RsSHC014 S protein in the closed state at 2.9 Å, the WIV1 S protein in the closed state at 2.8 Å, and the intermediate state at 4.0 Å. In the intermediate state, one receptor-binding domain (RBD) is in the "down" position, while the other two RBDs exhibit poor density. We also resolved the complex structure of the WIV1 S protein bound to human ACE2 (hACE2) at 4.5 Å, which provides structural basis for the future emergence of WIV1 in humans. Through biochemical experiments, we found that despite strong binding affinities between the RBDs and both human and civet ACE2, the pseudoviruses of RsSHC014, but not WIV1, failed to infect 293T cells overexpressing either human or civet ACE2. Mutagenesis analysis revealed that the Y623H substitution, located in the SD2 region, significantly improved the cell entry efficiency of RsSHC014 pseudoviruses, which is likely accomplished by promoting the open conformation of spike glycoproteins. Our findings emphasize the necessity of both efficient RBD lifting and tight RBD-hACE2 binding for viral infection and underscore the significance of the 623 site of the spike glycoprotein for the infectivity of bat SARS-like CoVs.
IMPORTANCE: The bat SARS-like CoVs RsSHC014 and WIV1 can use hACE2 for cell entry without further adaptation, indicating their potential risk of emergence in human populations. The S glycoprotein, responsible for receptor recognition and membrane fusion, plays a crucial role in cross-species transmission and infection. In this study, we determined the cryo-EM structures of the S glycoproteins of RsSHC014 and WIV1. Detailed comparisons revealed dynamic structural variations within spike proteins. We also elucidated the complex structure of WIV1 S-hACE2, providing structural evidence for the potential emergence of WIV1 in humans. Although RsSHC014 and WIV1 had similar hACE2-binding affinities, they exhibited distinct pseudovirus cell entry behavior. Through mutagenesis and cryo-EM analysis, we revealed that besides the structural variations, the 623 site in the SD2 region is another important structural determinant of spike infectivity.
リンクJ Virol / PubMed:39028202
手法EM (単粒子)
解像度2.78 - 4.45 Å
構造データ

37632

8wlu

EMDB-37632, PDB-8wlu:
Cryo-EM structure of bat RsSHC014 spike glycoprotein
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.87 Å

37635

8wly

EMDB-37635, PDB-8wly:
Cryo-EM structure of bat WIV1 spike glycoprotein
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.96 Å

37636

8wlz

EMDB-37636, PDB-8wlz:
Cryo-EM structure of the WIV1 S-hACE2 complex
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.45 Å

37732

8wq0

EMDB-37732, PDB-8wq0:
Cryo-EM structure of WIV1 spike glycoprotein (the closed state)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.78 Å

化合物

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

由来
  • bat sars-like coronavirus rsshc014 (ウイルス)
  • enterobacteria phage t6 (ファージ)
  • bat sars-like coronavirus wiv1 (ウイルス)
  • homo sapiens (ヒト)
キーワードVIRAL PROTEIN / spike / VIRAL PROTEIN/HYDROLASE / VIRAL PROTEIN-HYDROLASE complex

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlc1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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