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