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タイトルEngineering a multivalent antibody nanoparticle to overcome SARS-CoV-2 Omicron immune evasion.
ジャーナル・号・ページPLoS Pathog, Vol. 21, Issue 12, Page e1013744, Year 2025
掲載日2025年12月8日
著者Hui Sun / Yanan Jiang / Miaolin Lan / Ming Zhou / Gangshun Yi / Juan Shen / Tingting Deng / Liqin Liu / Yang Huang / Yu Li / Jinfu Su / Yanling Lin / Zhenqin Chen / Lizhi Zhou / Tingting Li / Hai Yu / Tong Cheng / Yali Zhang / Lunzhi Yuan / Shaowei Li / Ying Gu / Peijun Zhang / Ningshao Xia / Qingbing Zheng /
PubMed 要旨The rapid evolution of SARS-CoV-2 and the subsequent emergence of Omicron subvariants pose significant challenges to the efficacy of existing vaccines and therapeutics, including those previously ...The rapid evolution of SARS-CoV-2 and the subsequent emergence of Omicron subvariants pose significant challenges to the efficacy of existing vaccines and therapeutics, including those previously reported most broad neutralizing antibodies (bnAbs). Here, we investigated the molecular basis of the altered neutralization profile of a bnAb, 1C4, against recent variants. 1C4 is effective against early variants from Alpha to Omicron BQ.1, but is circumvented by BQ.1.1, XBB and thereafter variants, primarily due to an additional R346T mutation that diminishes its binding affinity. Cryo-electron microscopy analysis revealed that despite the loss of neutralizing potency, 1C4 retained residual binding to the spike protein of immune-evasive variants such as XBB, which harbor altered receptor-binding domain (RBD). Furthermore, 1C4 exhibited a diminished capacity to inhibit ACE2 engagement with Omicron variants, amplifying the intricacies of viral immune evasion tactics. To address this, we employed the mi3-SpyCatcher-based nanoparticle to polymerize 1C4 (mi3-1C4), which reestablished the neutralization potency against recent variants by enhancing avidity via multivalent binding. Such multivalent binding can promote efficient spike aggregation as well as viral cross-linking, thereby providing enhanced protection against both the infection of Beta and XBB variants in a hamster model. Together, our findings delineate the molecular landscape of immune evasion by neutralizing antibodies and provide strategic insight for the adaptation of antibody engineering to keep pace with viral evolution.
リンクPLoS Pathog / PubMed:41359663 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.33 - 10.08 Å
構造データ

EMDB-60852: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.5 spike protein in complex with nAb 1C4 (state 1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.45 Å

EMDB-60862: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.5 spike protein in complex with nAb 1C4 (state 2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.68 Å

EMDB-60863: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 WT spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.76 Å

EMDB-60864: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.1 spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.95 Å

EMDB-60963: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 XBB spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 10.08 Å

EMDB-60974: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.2 spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.82 Å

EMDB-60975: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.2.75 spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.31 Å

EMDB-60976: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.5 spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4 (state 1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.35 Å

EMDB-60979: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.5 spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4 (state 2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

62596

9kvj

EMDB-62596, PDB-9kvj:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.5 spike protein in complex with nAb 1C4 (local refinement)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.82 Å

62597

9kvk

EMDB-62597, PDB-9kvk:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.44 Å

62599

9kvq

EMDB-62599, PDB-9kvq:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.1 spike protein in complex with three-nAb 8H12, 3E2 and 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.95 Å

62601

9kvt

EMDB-62601, PDB-9kvt:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 BA.2 spike protein in complex with triple-nAb 8H12, 3E2 and 1C4 (local refinement)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

62620

9kwy

EMDB-62620, PDB-9kwy:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 RBD in complex with ACE2 and mAb 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.82 Å

EMDB-65522: Cryo-EM structure of a 1C4 SpyTag-SpyCatcher mi3 nanoparticle
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.87 Å

65523

9w14

EMDB-65523, PDB-9w14:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 WT spike protein in complex with nAb 1C4
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.33 Å

化合物

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

由来
  • mus musculus (ハツカネズミ)
  • severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
  • homo sapiens (ヒト)
  • Thermotoga maritima (バクテリア)
キーワードVIRAL PROTEIN/IMMUNE SYSTEM / SARS-CoV-2 / Neutralizing antibody / Cryo-EM / VIRAL PROTEIN-IMMUNE SYSTEM complex / VIRAL PROTEIN/HYDROLASE / VIRAL PROTEIN-HYDROLASE complex / VIRAL PROTEIN

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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://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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