《表2 不同物种ACE 2氨基酸序列同源性分析》

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《新冠病毒SARS-CoV-2的感染机制研究进展》

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注：黑色.灵长目；蓝色.啮齿目；红色.：翼手目；绿色.食肉目；橙色.偶蹄目；紫色.奇蹄目。

ACE2广泛存在于多种哺乳动物，爬行动物和禽体内。为分析不同动物ACE2与SARS-Co V-2的结合效率，我们从Uni Prot蛋白数据库中下载与人类关系密切的9个目50种动物的ACE2全序列，其中包括哺乳纲灵长目（6种），啮齿目（8种），翼手目（8种），食肉目（13种），奇蹄目（1种），偶蹄目（11种）以及鸟纲鸡形目（家鸡），爬行纲龟鳖目（中华鳖）和有鳞目（眼镜王蛇）。并应用Clusta Wl[40]，MEGA X[41]和Swiss-Model[42]进行系统发育分析，氨基酸同源性比较和蛋白质三级结构预测。结果发现家鸡，中华鳖和眼镜王蛇与灵长目动物的氨基酸序列同源性均低于70%，这三种动物的ACE2与灵长目动物相比存在明显空间构象上的差异，因此，SARS-Co V-2通过结合ACE2而感染这三种动物是十分困难的（表2）。在比对的哺乳动物ACE2氨基酸序列中，除豚鼠（76%）外，其他动物的ACE2序列与人类的同源性均超过80%，蛋白质三级结构预测结果表明这些动物与人类ACE2存在相似的结构保守区以及相应的主链框架结构，可能具有结合冠状病毒的能力。为了预测每种动物感染SARS-Co V-2的可能性，我们对哺乳动物纲6个目共18种动物的ACE2的第30～41，82～84和353～357位氨基酸形成的区域进行了比对，这些区域对于SARS-Co V与受体结合过程中起到重要的作用，特别是第31，35，38，82和353位氨基酸[43，44]。结果表明，这些氨基酸在选取的6个灵长目有机体中较为保守，且在第82位氨基酸上表现出很强的特异性，而在第35位氨基酸中，除食肉目犬科动物之外的其他动物均为谷氨酸（Glu，E）。与此同时，第31位氨基酸在灵长目，偶蹄目，猫科和鼬科有机体中同为赖氨酸（Lys，K）。另外，第38位氨基酸在灵长目，偶蹄目和啮齿目动物中同为天冬氨酸（Asp，D）。这5个氨基酸位点比对的结果表明，哺乳纲其他动物与灵长目存在不同程度的差异，其中差异最小的偶蹄目中的猪和绵羊（相同氨基酸：4个），而差异最大的是食肉目犬科的动物犬，红狐和貉（相同氨基酸：0）（表2），氨基酸序列遗传进化分析也证实了这一点（图1），这暗示SARS-Co V与犬科动物ACE2的结合效率可能相对较低。虽然SARS-Co V可以利用不同动物的ACE2受体并可以在体外亲和多种动物细胞[12，45]，但病毒在体内的感染和复制将会受到机体免疫系统严格的限制。