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タイトルStructural basis of increased binding affinities of spikes from SARS-CoV-2 Omicron variants to rabbit and hare ACE2s reveals the expanding host tendency.
ジャーナル・号・ページmBio, Vol. 15, Issue 2, Page e0298823, Year 2024
掲載日2024年2月14日
著者Kaiyuan Shi / Linjie Li / Chunliang Luo / Zepeng Xu / Baihan Huang / Sufang Ma / Kefang Liu / Guanghui Yu / George F Gao /
PubMed 要旨The potential host range of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has been expanding alongside its evolution during the pandemic, with rabbits and hares being considered ...The potential host range of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has been expanding alongside its evolution during the pandemic, with rabbits and hares being considered important potential hosts, supported by a report of rabbit sero-prevalence in nature. We measured the binding affinities of rabbit and hare angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) with receptor-binding domains (RBDs) from SARS-CoV, SARS-CoV-2, and its variants and found that rabbit and hare ACE2s had broad variant tropism, with significantly enhanced affinities to Omicron BA.4/5 and its subsequent-emerged sub-variants (>10 fold). The structures of rabbit ACE2 complexed with either SARS-CoV-2 prototype (PT) or Omicron BA.4/5 spike (S) proteins were determined, thereby unveiling the importance of rabbit ACE2 Q34 in RBD-interaction and elucidating the molecular basis of the enhanced binding with Omicron BA.4/5 RBD. These results address the highly enhanced risk of rabbits infecting SARS-CoV-2 Omicron sub-variants and the importance of constant surveillance.IMPORTANCEThe severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pandemic has swept the globe and caused immense health and economic damage. SARS-CoV-2 has demonstrated a broad host range, indicating a high risk of interspecies transmission and adaptive mutation. Therefore, constant monitoring for potential hosts is of immense importance. In this study, we found that Omicron BA.4/5 and subsequent-emerged sub-variants exhibited enhanced binding to both rabbit and hare angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), and we elucidated the structural mechanism of their recognition. From the structure, we found that Q34, a unique residue of rabbit ACE2 compared to other ACE2 orthologs, plays an important role in ACE2 recognition. These results address the probability of rabbits/hares being potential hosts of SARS-CoV-2 and broaden our knowledge regarding the molecular mechanism of SARS-CoV-2 interspecies transmission.
リンクmBio / PubMed:38112468 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.75 - 7.08 Å
構造データ

37701

8wox

EMDB-37701, PDB-8wox:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 prototype RBD in complex with rabbit ACE2 (local refinement)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.75 Å

37702

8woy

EMDB-37702, PDB-8woy:
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 Omicron BA.4/5 RBD in complex with rabbit ACE2 (local refinement)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.14 Å

37703

8woz

EMDB-37703, PDB-8woz:
Cryo-EM structure of SARS-CoV RBD in complex with rabbit ACE2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.25 Å

EMDB-37704: Cryo-EM map of SARS-CoV-2 prototype spike protein in complex with rabbit ACE2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.83 Å

EMDB-37706: Cryo-EM map of SARS-CoV-2 Omicron BA.4/5 spike protein in complex with rabbit ACE2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.08 Å

EMDB-38137: Cryo-EM map of SARS-CoV spike protein(6P) in complex with rabbit ACE2, 1-up state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.87 Å

EMDB-38144: Cryo-EM map of SARS-CoV spike protein(6P) in complex with rabbit ACE2, 2 RBD-up,1 ACE2-binding
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.64 Å

EMDB-38152: Cryo-EM map of SARS-CoV spike protein(6P) in complex with rabbit ACE2, 3 RBD-up state
手法: EM (単粒子) / 解像度: 7.08 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 / N-アセチルグルコサミン

ChemComp-ZN:
Unknown entry

由来
  • severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
  • oryctolagus cuniculus (ウサギ)
  • severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS コロナウイルス)
  • SARS coronavirus Tor2 (SARSコロナウイルス)
キーワードVIRAL PROTEIN (ウイルスタンパク質) / SARS-CoV-2 Omicron / receptor-binding domains (RBDs) / rabbit (ウサギ) / angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) / Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2) / Angiotensin-converting enzyme 2 (アンジオテンシン変換酵素2) / Spike protein (スパイクタンパク質) / Severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARSコロナウイルス) / Angiotensin-converting enzyme 2 (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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