病毒離子通道是廣泛存在于病毒的膜蛋白，具有增強膜通透性、調節膜內外離子穩態、改變細胞器pH值等功能。病毒離子通道能調節自身或宿主細胞的生理環境，為病毒自身繁殖提供有利條件。同時，病毒離子通道作為毒力因子，可影響宿主細胞的生理功能，是病毒致病進程的重要因素。已有研究表明，冠狀病毒的包膜蛋白（E）能夠形成離子通道，參與病毒生命進程與宿主細胞致病進程，是一類潛在的抗冠狀病毒藥物靶點。
嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒（SARS-CoV-1）、中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS-CoV）及新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）是三種高致病性的冠狀病毒。其中，SARS-CoV-1和SARS-CoV-2的E蛋白已被證實為陽離子通道，能夠通透鉀、鈉、鈣、鎂等多種陽離子。這兩種E蛋白在中性pH下易形成緊密的五螺旋束，并構成不透水的孔道，而在酸性和鈣離子條件下，E蛋白跨膜域中間的三個苯丙氨酸殘基會旋轉到脂質一側，進而打開離子通道。但是，MERS-E蛋白的結構特征與通道屬性尚不明晰。
近期，中國科學院上海藥物研究所研究員高召兵團隊聯合美國麻省理工學院教授Mei Hong團隊，揭示了MERS-E蛋白作為離子通道的結構基礎和功能屬性，為靶向病毒離子通道的抗冠狀病毒藥物研發提供了理論指導。
研究人員結合核磁共振、單通道電生理及單點突變等技術，解析了MERS-E蛋白的通道結構，并揭示了其相關功能屬性。研究純化了全長的MERS-E蛋白，通過單通道電生理檢測技術證實其陽離子通透性，且通道屬性分析揭示，MERS-E通道電導與SARS1/2-E存在顯著區別。同時，核磁共振結構解析顯示，MERS-E的五聚體結構展示了由疏水與極性殘基共同穩定、具有兩個孔道收縮部位的陽離子通道，其構象和功能調控機制與SARS1/2-E存在明顯差異。MERS-E跨膜區高分辨結構表明，其N端的極性-芳香網絡（N15A、F13V）與C端的芳香網絡（F33V）或對通道調控起關鍵作用。進一步，研究針對這兩部分調控網絡的單點突變會顯著降低MERS-E的通道活性，驗證了這些位點的重要作用。
這一研究揭示了MERS-E跨膜區芳香網絡協同介導陽離子通透的作用機制，解析了MERS-E蛋白的通道屬性與結構基礎，并將為靶向MERS-E通道的抗病毒藥物研發提供理論指導。
相關研究成果以Ion channel structure and function of the MERS coronavirus E protein為題，發表在《科學進展》（Science Advances）上。研究工作得到中國國家自然科學基金委員會、美國國立衛生研究院、美國國家科學基金會的支持。
論文鏈接
MERS-E 蛋白形成病毒離子通道
本文鏈接：研究鑒定中東呼吸綜合征冠狀病毒離子通道http://www.sq15.cn/show-12-1492-0.html
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