新型冠狀病毒（2019-nCoV）結構及感染途徑
2019新型冠狀病毒（2019-nCoV）是一種新的冠狀病毒，與SARS-CoV同屬于網巢病毒目冠狀病毒科的β-CoV，為一種不分節段的單股正鏈RNA病毒，其每組基因組長度約30000個核苷酸左右。與中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)和嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)不同，2019-nCoV是感染人類的冠狀病毒家族中的第7個。從基因序列同源性上來說，2019-nCoV基因組與SARS具有80%的相似性，2019-nCoV與MERS-CoV的基因序列有40%的相似性。
2019-nCoV的結構
2019新型冠狀病毒（2019-nCoV）表現出典型的冠狀病毒屬結構：5個未翻譯區(UTR)、 復制酶復合體(orf1ab)、S基因、E基因、M基因、N基因、3個UTR，以及幾個未識別的非結構開放閱讀框。
S蛋白（Spike Protein）
S蛋白是冠狀病毒表面最重要的膜蛋白。它有兩個結構域組成。靠近N端的部分形成一個球形結構域，靠近C端的部分形成一個穿膜的棒狀結構。研究表明，S蛋白和冠狀病毒侵入細胞的過程密切相關。S蛋白前體在宿主的細胞質中合成以后會被切成兩個部分，S1和S2。
S蛋白前體兩個切割產物的相互作用關系
其中S1形成成熟蛋白的球狀部分，S2形成成熟蛋白的棒狀部分，包括一個N helix，一個M helix，一個C helix和一個穿膜部分。S1和S2之間通過分子間相互作用力結合。S2的穿膜部分把整個S蛋白固定在病毒外殼膜上。
美國德克薩斯大學奧斯汀分校研究團隊對新冠病毒的最新研究結果顯示，新冠S蛋白約由1300個氨基酸組成，其被切割成的S1亞基約700個氨基酸，S2亞基約600個氨基酸，三個S1/S2異二聚體組裝形成一個三聚體尖峰，從病毒包膜突出。其中，300多個氨基酸構成的受體結合區RBD是負責與宿主細胞受體結合的關鍵。
N蛋白（Nucleocapsid Protein）
N蛋白是冠狀病毒中另一種重要的結構蛋白。在冠狀病毒顆粒中，N蛋白處于病毒顆粒的核心部分，以和Genomic RNA結合的形式存在。以前對鼠肝炎病毒的研究表明，N蛋白對于病毒基因組RNA特征序列的識別及其與其它結構蛋白的相互作用，對于病毒粒子的準確組裝有著重要意義。
M蛋白和E蛋白
M蛋白是一種跨膜蛋白，它與S蛋白的結合，被認為是冠狀病毒顆粒組裝過程中的又一關鍵信號。
基因組分析
利用NCBI上的ORFfinder工具進行該病毒的基因組注釋分析。
軟件給出了14個主要的開放閱讀框。下圖中標明了orf1ab和四個主要結構蛋白的位置。
系統進化樹的構建
通過下載一系列相關的SARS-CoV、bat-SARS-CoV以及一些蝙蝠來源的α、β冠狀病毒全基因組序列，通過MEGAX軟件進行多重序列比對并構建了系統進化樹。可以看到新冠病毒跟bat-SL-CoVZC45屬于同一分支，但距離人源的SARS-CoV病毒較遠。
2019-nCoV基因組編碼非結構蛋白（比如3-胰凝乳蛋白酶樣蛋白酶、木瓜蛋白酶樣蛋白酶、解旋酶、RNA依賴性RNA聚合酶）、結構蛋白（比如刺突糖蛋白）和輔助蛋白。上面提到的這四種非結構蛋白是病毒生命周期中的關鍵酶，而刺突糖蛋白（spike protein）對于病毒進入細胞過程中的病毒-細胞受體相互作用是必不可少的。棘突蛋白包含2個亞單位：S1和S2。S1能夠促進病毒與宿主細胞受體的結合，其含有一個重要的C端RBD結構域，正是這個區域負責和受體結合。新型冠狀病毒RBD結構域的有一些基因區域與SARS有高度的同源性。其中SARS感染的5個關鍵位點中，有1個被新型冠狀病毒保留，其余4個有氨基酸的替換和變化。2019-nCoV由于RBD結構域氨基酸變化，丟失了一些氫鍵作用，使得自由能上升，說明新型病毒結合能力要弱于SARS-CoV。 有研究表明，2019-nCoV 與嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒?(SARS-CoV)? 密切相關，被認為與 SARS 具有相同的受體即血管緊張素轉換酶 2?(ACE2)，ACE2 在介導 2019-nCoV 感染中的作用已經得到證實。
2019-nCoV感染機制
與SARS相似，新型冠狀病毒是通過S-蛋白與人ACE2互作的分子機制，來感染人的呼吸道上皮細胞。2019-nCoV能夠識別血管緊張轉化酶2（ACE2），通過棘突蛋白與ACE2結合再通過胞吞作用侵入細胞。ACE2為膜蛋白，在肺部細胞多有分布，病毒與ACE2結合后進入肺細胞，導致肺炎。S蛋白介導冠狀病毒的入侵過程主要分為兩個部分：
1、S蛋白識別并結合宿主細胞受體
新冠狀病毒通過S蛋白上受體結合域RBD與宿主細胞的受體ACE2結合，這是病毒感染的起始步驟。最近，發表在BioRxiv的文章“Crystal structure of the 2019-nCoV spike receptor-binding domain bound with the ACE2 receptor”中，作者利用X射線衍射技術，解析了2019-nCoV表面刺突糖蛋白受體結合區與人受體ACE2蛋白復合物的晶體結構，結構分析確定了2019-nCoV中對ACE2結合至關重要的殘基，其中大多數是高度保守的或與SARS-CoV RBD中的殘基具有相似的側鏈特性。這種結構和序列上的相似性強烈支持2019-nCoV和SARS-CoV RBD之間會發生融合進化，從而改善與ACE2的結合，盡管它們被隔離在β冠狀病毒屬的不同遺傳譜系中。
2、病毒與宿主細胞融合
當2019-nCoV RBD與細胞表面受體ACE2特異結合后，S2蛋白會發生構象變化，在宿主蛋白酶的切割下被激活，S蛋白構象發生改變，膜融合肽釋放，插入到宿主細胞膜上，隨后S2亞基上的兩個七肽重復序列形成六螺旋束，拉近病毒包膜與宿主細胞膜之間的距離，進而促使病毒與宿主細胞融合，介導病毒的進入。
有研究表明，2019-nCoV與ACE2的親和力是SARS與ACE2親和力的10~20倍。當2019-nCoV Spike蛋白與ACE蛋白結合后，結合的5個氨基酸有4個發生了變化，但是整體上蛋白的構象并沒有改變，因此2019-nCoV與ACE2具有很高的親和力。
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