2月21日凌晨，西湖大学周强团队发文：新冠病毒表面S蛋白受体结合结构域与细胞表面受体ACE2全长蛋白（以下简称ACE2）的复合物冷冻电镜结构，揭开了新冠病毒入侵人体细胞的神秘面纱。新冠病毒感染人体细胞的关键在于冠状病毒的S蛋白与人体ACE2的结合。
一个人体细胞的蛋白，怎么会与病毒发生联系？西湖大学特聘研究员陶亮用了一个形象的比喻：“如果把人体想象成一间房屋，把新冠病毒想象成强盗，那么，ACE2就是这间房屋的‘门把手’；S蛋白抓住了它，病毒从而长驱直入闯进人体细胞。”
此次疫情暴发前，科学家们从未看清ACE2的全貌。这一次，周强实验室在世界范围内率先报道了ACE2的高分辨三维空间结构，他们进一步解析出ACE2与新冠病毒S蛋白受体结合结构域的复合物结构。新冠病毒的S蛋白像一座桥横跨在ACE2表面，又像病毒的一只手，紧紧抓住ACE2，这一点与SARS病毒很相似。新冠病毒S蛋白的受体结合结构域与SARS病毒的序列也非常像，相似性达到82%。对比此前已经解析出来的SARS病毒与ACE2的相互作用，新冠病毒S蛋白有一部分氨基酸残基发生了较大改变。这也许可以解释为什么新冠病毒和SARS与ACE2的结合能力不一样，这种结合能力可能影响了病毒的传染力。
看清新冠病毒S蛋白、ACE2及其相互作用的结构，相当于看清了“敌人的样子”，为后续科学家的靶向药物研究提供了更多信息。进而为药物设计和检测手段开发提供坚实基础。
同时，清华大学王新泉研究团队和中国科学院微生物研究所齐建勋研究团队分别独立解析了ACE2的N端蛋白酶结构域与新冠病毒S蛋白受体结合结构域的晶体结构。
ACE2是一种含有805个氨基酸的金属蛋白酶,其酶活性位点含有一个“HEXXH”锌结合序列,位于1 223～ 1 237nt,或374～ 378aa间。ACE2具有调节心、肾功能及控制血压等重要生理功能。在SARS-CoV感染中,ACE2是SARS-CoV的重要功能性受体,通过与S1蛋白结合介导病毒入侵细胞。ACE2为I型膜蛋白,N端较长部分突出膜外,C端为跨膜结构域。与人ACE2受体相比,不同动物(果子狸、小鼠、大鼠等)的ACE2在关键区域发生氨基酸变异与SARS-CoV低效率感染动物宿主有关。
由于ACE2是体内一种具有重要生理功能的酶蛋白,其酶活性与其SARS-CoV受体功能的关系一直受到关注。最早由ACE2结构的计算机模拟提示,S1蛋白与ACE2的结合部位独立于酶活性位点“HEXXH”。随后,实验研究表明,因点突变而丧失酶活性的ACE2仍保持SARS-CoV受体功能。
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