郭一璞、乾明发自云凹非寺，量子位报道，公众号 QbitAI 

　　新冠病毒入侵众多人类的身体后，一个叫ACE2的结构在学术圈突然火了。 

　　作为一个人类身体细胞中本来就存在的结构，ACE2 被纷纷指责：

就是你这个奸细，把新冠病毒带进了人体细胞！

　　虽然 ACE2 本身是人体细胞的正常结构，但它怎么就被新冠病毒“利用”了呢？

　　针对 ACE2“容易被利用”的特点，要提供怎样的药物、怎样的治疗方式，才能拯救更多人呢？

　　首先，必须摸清 ACE2 的底细，搞清它的结构，才好对症下药。 

　　现在，西湖大学把这件事做出来了。

　　ACE2：被新冠病毒“绑架”的细胞门把手

　　今天（2 月 19 日）凌晨 3 点，西湖大学研究团队在预印版平台 bioRxiv 上线最新研究成果：利用冷冻电镜技术，成功解析新冠病毒受体ACE2 的全长结构。

　　这也是全球第一次成功解析 ACE2 的全长结构。

　　有什么用呢？对抗疫特效药研发大有帮助。

　　ACE2，全称 Angiotensin-converting enzyme 2，中文名称血管紧张素转化酶2。

　　主要生理作用是促进血管紧张素（一种控制血管收缩和血压的肽激素）的成熟，在肺、心脏、肾脏和肠道广泛存在。

　　只是，当病毒入侵时，ACE2 就被病毒“绑架”了。

　　它是 SARS 冠状病毒（SARS-CoV）和人类冠状病毒 NL63 的受体，可以说是多数冠状病毒侵入人体的关键。

　　比如，当它被 SARS 冠状病毒“绑架”后，就会变成一个这个样子，像个大龙虾：

　　“龙虾钳子”的部分，就是 SARS 病毒的S蛋白，它和 ACE2 的 PD 部分紧紧地结合在了一起，这样，ACE2 就被迫成为了“内奸”，引病毒入细胞。

　　而且，最近美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队，还成功解析了新冠病毒的S蛋白结构，指出 ACE2 与新冠病毒的 RBD 之间的亲和力，比其与 SARS 病毒的 RBD 的亲和力高 10-20 倍。

　　也就是说，相比 SARS，新冠病毒在“绑架 ACE2”这件事儿上更得心应手。

　　这虽然还不能直接得出“新冠病毒传染性是 SARS 10-20 倍”的结论，但“亲和力”一项对比，也算为新冠病毒传染性之强，找到了科学依据。

　　西湖大学研究团队称：“在 SARS 病毒和‘新冠病毒’侵入人体的过程中，ACE2 就像是‘门把手’，病毒抓住它，从而打开了进入细胞的大门。”

　　ACE2 全长结构的解析，对于后续疫苗和抗病毒药物的研发，无疑提供了重要的结构生物学数据支撑。

　　“将有助于理解冠状病毒进入靶细胞的结构基础和功能特征，对发现和优化阻断进入细胞的抑制剂有重要作用“，清华大学全球健康与传染病研究中心主任张林琦教授解释。

　　此外，微博网友“三个大米袋”也给出了一个更形象的比喻：“就和知道锁孔长啥样然后照这个配钥匙。不然就要用无数个钥匙去试哪个可以开门。”

　　全球首次解析出 ACE2 的全长结构

　　根据西湖大学公布的资料，ACE2 的全貌长这样：

　　上面的蓝色和灰白色部分，是 ACE2 的两个结构 PD（肽酶结构域，peptidase domains）和 CLD（Collectrin 样域，Collectrin-like domain），但 ACE2 很难在体外稳定获得，常常是与肠道内的一个氨基酸转运蛋白B⁰AT1 打包一同出现。

　　西湖大学研究团队给出了大胆假设：这个复合物极有可能稳定住 ACE2，并通过共表达的方法，能够获得优质稳定的复合物，就构成了上面这种X形状。

　　在确定了 ACE2 的这种特殊存在形态后，就在冷冻电镜下解析了它的三维结构：

　　图中的分辨率是 2.9 埃。“埃”（符号Å）是计量光波长度和分子直径的单位，一个“埃”是 0.1 纳米。

　　而整个 ACE2 的结构，长这样：

　　从给出的这些图片资料可以看出，ACE2 以二聚体形式存在，同时具有开放和关闭两种构象变化，但两种构象均含有与冠状病毒的相互识别界面。

　　当然，ACE2 只是新冠病毒感染人体细胞过程中的一部分，其关键在于新冠病毒的S蛋白与 ACE2 蛋白的结合。

　　因此搞清楚新型冠状病毒S蛋白的结构，以及它与 ACE2 之间的相互作用，是需要进一步研究的重要方向。

　　西湖大学团队称，这一研究发现为进一步解析全长 ACE2 和新冠病毒的S蛋白复合物的三维结构奠定了基础。

　　在他们看来，这个工作本身为理解新冠病毒侵染细胞，提供了很多有趣的线索。比如：

ACE2 的二聚体与新冠病毒S蛋白的三聚体，是否可以发生更高层级的交联，从而促进病毒与宿主细胞膜的融合或者内吞？

之前有研究表明 ACE2 的胞外区如果被切割，将会更有效地促进冠状病毒的侵染，但是 ACE2 与B⁰AT1 的复合物结构显示，B⁰AT1 的存在有可能阻碍蛋白酶靠近这个切割位点，这是否解释了：病毒侵染症状主要发生在没有B⁰AT1 的肺部？

　　西湖大学团队成果

　　这篇论文一共 5 位作者，第一作者和通讯作者，都来自西湖大学浙江省结构生物学研究重点实验室，由西湖大学创办校长施一公担任主任，而且作者都与现普林斯顿大学教授颜宁有极大渊源——众所众知，西湖大学校长施一公与颜宁教授是科学届的知名师徒。

　　本次研究中，第一作者是鄢仁鸿（下图左），是西湖大学生命科学学院博士后。本科就读于山东大学，博士师从颜宁教授。

　　毕业之后前往西湖大学从事博士后研究工作。（颜宁教授透露，他毕业博士之后，因为不想异地恋，所以没出国。）

　　通讯作者名为周强（上图右），黑龙江齐齐哈尔人。2000 年考入清华大学，攻读学士学位之后，又师从隋森芳院士攻读博士学位。

　　博士毕业后继续留实验室从事博士后研究工作，2015 年博士后出站后在清华大学医学院颜宁教授课题组任副研究员。

　　2019 年初加盟西湖大学担任西湖学者、特聘研究员，开展独立研究工作。

　　值得一提的是，这也是西湖大学的首篇疫情相关的研究。

　　自西湖大学谋篇筹建以来，就明确以小而精的高水平研究型大学为目标，外界也有“中国加州理工”的期望。

　　西湖大学可追溯至 2015 年 3 月，其时施一公、陈十一、潘建伟、饶毅、钱颖一、张辉和王坚 7 位学术知名人士向国家提出希望申办一所具有中国特色的、新型机制的国际化高水平研究型大学。

　　随后，他们组成了西湖大学筹办委员会，并注册成立杭州市西湖教育基金会，作为西湖大学的举办方。

　　2016 年 12 月，浙江西湖高等研究院正式成立，作为西湖大学办学的依托主体和前身。

　　2018 年 4 月，西湖大学获批设立，成为中国第一所社会力量创办的大学，学校办学经费来源主要为举办者出资、办学收入、竞争性科研项目经费及人才政策支持经费和政府扶持资金等。

　　2018 年 10 月 20 日西湖大学正式成立之时，就已经筹资 35 亿元，建造了 66 亩校园，聚集了 68 位科学家和 139 位博士生。

　　人才济济，也产出了诸多研究成果。

　　成功解析新冠病毒细胞受体的空间结构，也算是其最新代表，为新冠病毒疫情抗击，贡献了关键性一击。

　　最后，附上论文链接：

　　https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.17.951848v1.full.pdf

　　参考链接：

　　https://mp.weixin.qq.com/s/WoYgx3wejD9f9mSVj9q7KQ