SARS-CoV-2通過其刺突蛋白與宿主的血管緊張素轉化酶2(ACE2)的相互作用途徑入侵宿主細胞。ACE2的遺傳變異性可能決定SARS-CoV-2感染的嚴重性,是影響COVID-19結果的因素之一。

2020年5月4日,英國Dundee大學Stuart A. MacGowan 和Geoffrey J. Barton聯合在bioRxiv上發表了題爲Missense variants in ACE2 are predicted to encourage and inhibit interaction with SARS-CoV-2Spike and contribute to genetic risk in COVID-19的文章。該研究預測了ACE2的錯義突變對ACE2 與SARS-CoV-2 刺突蛋白相互作用的影響,從而預測ACE2變異改變SARS-CoV-2感染宿主的能力。

該團隊利用mCSM-PPI2 這個預測突變對於蛋白親和力影響的網站,用Genome Aggregation Database (gnomAD)基因組突變數據庫公佈的26種ACE2突變檢測其與SARS-CoV 刺突蛋白結合能力變化。最後作者鑑定出三種可明顯抑制甚至完全消除刺突蛋白和ACE2相互作用的突變體(p.Glu37Lys,p.Gly352Val和p.Asp355Asn),另外還有一個會促進相互作用(p.Gly326Glu)。

作者指出預估的抑制相互作用的刺突蛋白變異體賦予機體SARS-CoV-2感染抵抗力,而增強親和力的刺突蛋白變異體可能會導致病毒易感性和感染嚴重性。

接下來作者還對刺突蛋白和ACE2結合界面進行了計算機飽和突變模擬,確定了另外38個潛在的錯義突變位點,這38個錯義突變或可以顯著抑制二者結合,而另一個可能增強二者親和力(Thr27Arg)。保守估計保護性突變體的出現率在每10萬人有12-70之間。

ACE2與刺突蛋白結合界面的gnomAD 錯義突變體

本文揭示了ACE2親和力變化的突變體對COVID-19影響的遺傳關聯,也爲設計具有可調控親和力的ACE2突變體提供依據,這可能是對目前正在進行重組ACE2的臨牀試驗提出改進建議。(詳情點擊BioArt:Cell | 臨牀級可溶性人ACE2對SARS-CoV-2感染的抑制作用)

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