介导SARS冠状病毒进入细胞的可能蛋白质

张其鹏，石磊，芮伟，卢铭
(北京大学医学部生物信息组 100083)

背景：

CEACAMs（carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule）也被称之为鼠肝炎病毒受体（MHVR）。它是冠状病毒感染细胞时与病毒Spike Proein结合，介导病毒进入宿主细胞的关键分子。我们知道SARS virus是冠状病毒的一种新的变种，其基因组与蛋白的结构与已知的冠状病毒有所不同，但也有区域是相对保守。我们早些的工作对SARS virus的Spike protein进行了初步分析，详见CMBI 生物信息学分析结果，发现SARS virus的Spike protein与鼠肝炎病毒的S蛋白具有一定的同源性，我们估计SARS virus感染宿主细胞的分子机制应该与CEACAMs家族有关。

方法与结果：

为了证实SARS virus感染宿主细胞的分子机制应该与CEACAMs家族有关，我们对现在唯一可以在体外能被SARS virus感染的 African Green Monkey Kidney (Vero E6) cells的膜蛋白进行分析，发现在Vero E6细胞膜上一样能找到CEACAMs家族分子（CEACAM1-1L），结构见Figure1 。从结构图上不难看出，N-terminal IgV-like domain应该是介导SARS Virus进入宿主细胞的关键基团，也是SARS Virus与S蛋白作用的部分。我们对 CEACAM1-1L的二级结构进行了分析，找到相应的N-terminal IgV-like domain（1~154aa），见Figure2。用这段序列进行blastp，一共找到100个蛋白，见结果。我们在BodyMap中对这100个蛋白的编码基因进行检索，检索到3个基因有相关信息：

1. carcinoembryonic antigen
2. CEACAM7
3. transmembrane carcinoembryonic antigen BGPb

结论与讨论：

1. 找到100条与N-terminal IgV-like domain有较高同源性的蛋白（score>100, e<1e-32），因为这些蛋白在序列结构上与N-terminal IgV-like domain具有相似性，故我们认为这些蛋白可能与SARS Virus的Spike Protein结合，是SARS Virus感染宿主细胞的潜在分子途径。
2. 从对BodyMap的检索结果得知：这3个基因都于结膜、肠等上皮中高表达。这一结果与临床观察中报道的SARS Virus可能经由眼睛传染及部分病例有胃肠症状的结论相符。但我们发现肺中表达不高，这可能与数据库收录数据范围有关。

参考文献：

1. Skubitz KM, Campbell KD, Skubitz AP.　Synthetic peptides from the N-domains of CEACAMs activate neutrophils. J Pept Res. 2001 Dec;58(6):515-26.
2. Krueger DK, Kelly SM, Lewicki DN, Ruffolo R, Gallagher TM.Variations in Disparate Regions of the Murine Coronavirus Spike Protein Impact the Initiation of Membrane Fusion. J Virol. 2001 Mar 15; 75(6): 2792-2802.

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2003-5-9