冠狀病毒是一類引起人類呼吸道感染的重要病原體，其中能夠導(dǎo)致嚴(yán)重肺炎甚至危及生命。小鼠肝炎病毒（mouse hepatitis virus, MHV）是一種最常用的模式冠狀病毒。刺突蛋白（Spike, S）是冠狀病毒的膜融合蛋白，介導(dǎo)病毒與受體的結(jié)合及病毒包膜與細(xì)胞膜的融合。MHV 通過(guò)S蛋白的N端結(jié)構(gòu)域（NTD）結(jié)合宿主受體小鼠癌胚抗原相關(guān)細(xì)胞粘附分子1a （mCEACAM1a）后，S蛋白發(fā)生一系列構(gòu)象變化進(jìn)而誘導(dǎo)病毒膜和細(xì)胞膜融合，病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞，然而，S蛋白與受體結(jié)合后，S蛋白如何啟動(dòng)構(gòu)象改變并完成膜融合的過(guò)程幾乎空白。

錢朝暉課題組在研究S蛋白的相關(guān)氨基酸殘基是如何跟其受體結(jié)合的時(shí)候，意外發(fā)現(xiàn)在S蛋白的G29對(duì)于受體結(jié)合介導(dǎo)的和高pH誘導(dǎo)的S蛋白的構(gòu)象變化至關(guān)重要。 G29位于S蛋白跟受體結(jié)合界面的邊緣和一個(gè)結(jié)構(gòu)保守的turn的中心。當(dāng)突變G29為Asp和Thr，從而破壞G29所在的turn時(shí)，S蛋白會(huì)發(fā)生不依賴于受體結(jié)合和pH誘導(dǎo)的構(gòu)象變化（圖1A）；但當(dāng)將G29突變?yōu)镻ro時(shí)，雖然保留了turn，但限制了turn的flexibility，受體結(jié)合介導(dǎo)和高pH誘導(dǎo)的S構(gòu)象變化都被嚴(yán)重抑制 (圖1B)。這些結(jié)果表明G29所在的結(jié)構(gòu)保守的turn及其flexibility在冠狀病毒S蛋白啟動(dòng)構(gòu)象變化中起著關(guān)鍵作用。最后，在G29P的基礎(chǔ)上，再結(jié)合CTD 結(jié)構(gòu)域上Y320A突變體，發(fā)現(xiàn)在S蛋白構(gòu)象變化過(guò)程中NTD和CTD之間的信息交流可能非常少。該研究首次發(fā)現(xiàn)了冠狀病毒S蛋白跟受體結(jié)合后如何啟動(dòng)構(gòu)象變化的重要位點(diǎn)，對(duì)進(jìn)一步研究冠狀病毒的膜融合機(jī)制研究提供了重要的信息。

圖。G29突變體分析。(A）pH誘導(dǎo)的、不依賴于受體的細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)；(B) 受體介導(dǎo)的S蛋白構(gòu)象變化實(shí)驗(yàn)。

圖。MHV S蛋白結(jié)構(gòu)。(A) NTD；(B) S蛋白單體