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タイトルIn vitro evolution predicts emerging SARS-CoV-2 mutations with high affinity for ACE2 and cross-species binding.
ジャーナル・号・ページPLoS Pathog, Vol. 18, Issue 7, Page e1010733, Year 2022
掲載日2022年7月18日
著者Neil Bate / Christos G Savva / Peter C E Moody / Edward A Brown / Sian E Evans / Jonathan K Ball / John W R Schwabe / Julian E Sale / Nicholas P J Brindle /
PubMed 要旨Emerging SARS-CoV-2 variants are creating major challenges in the ongoing COVID-19 pandemic. Being able to predict mutations that could arise in SARS-CoV-2 leading to increased transmissibility or ...Emerging SARS-CoV-2 variants are creating major challenges in the ongoing COVID-19 pandemic. Being able to predict mutations that could arise in SARS-CoV-2 leading to increased transmissibility or immune evasion would be extremely valuable in development of broad-acting therapeutics and vaccines, and prioritising viral monitoring and containment. Here we use in vitro evolution to seek mutations in SARS-CoV-2 receptor binding domain (RBD) that would substantially increase binding to ACE2. We find a double mutation, S477N and Q498H, that increases affinity of RBD for ACE2 by 6.5-fold. This affinity gain is largely driven by the Q498H mutation. We determine the structure of the mutant-RBD:ACE2 complex by cryo-electron microscopy to reveal the mechanism for increased affinity. Addition of Q498H to SARS-CoV-2 RBD variants is found to boost binding affinity of the variants for human ACE2 and confer a new ability to bind rat ACE2 with high affinity. Surprisingly however, in the presence of the common N501Y mutation, Q498H inhibits binding, due to a clash between H498 and Y501 side chains. To achieve an intermolecular bonding network, affinity gain and cross-species binding similar to Q498H alone, RBD variants with the N501Y mutation must acquire instead the related Q498R mutation. Thus, SARS-CoV-2 RBD can access large affinity gains and cross-species binding via two alternative mutational routes involving Q498, with route selection determined by whether a variant already has the N501Y mutation. These mutations are now appearing in emerging SARS-CoV-2 variants where they have the potential to influence human-to-human and cross-species transmission.
リンクPLoS Pathog / PubMed:35849637 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.2 Å
構造データ

14666

7zdq

EMDB-14666, PDB-7zdq:
Cryo-EM structure of Human ACE2 bound to a high-affinity SARS CoV-2 mutant
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 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
  • severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
  • homo sapiens (ヒト)
キーワードVIRAL PROTEIN / SARS CoV-2 / RBD / ACE2

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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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