3-2. ヒトコロナウイルスの主な特徴と感染メカニズム
すべてのコロナウイルスは、ウイルス複製、ヌクレオカプシド、スパイク形成のためのタンパク質をコードする特定の遺伝子をORF1下流領域に含んでいます。コロナウイルスの外表面の糖タンパク質スパイクは宿主細胞への付着と侵入に関与しています（図1）。受容体結合ドメイン（RBD）はウイルス間に緩やかに付着しているため、ウイルスは複数の宿主に感染する可能性があります。他のコロナウイルスは、主にアミノペプチダーゼまたは炭水化物をヒト細胞への侵入の主要な受容体として認識し、SARSコロナウイルスおよびMERSコロナウイルスはエキソペプチダーゼを認識します。コロナウイルスの侵入メカニズムは細胞のプロテアーゼに依存します。これにはヒト気道トリプシン様プロテアーゼ（HAT）、カテプシン、スパイクタンパク質を分割し、さらなる浸透変化を確立する膜貫通プロテアーゼセリン2（TMPRSS2）が含まれます。MERSコロナウイルスはジペプチジルペプチダーゼ4（DPP4）を採用していますが、ヒトコロナウイルスNL63とSARSコロナウイルスはアンデオテンシン変換酵素2（ACE2）を主要な受容体として必要とします。
SARSコロナウイルスは、スパイクタンパク質を含む典型的なコロナウイルス構造を有し、RNAポリメラーゼ、3-キモトリプシン様プロテアーゼ、パパイン様プロテアーゼ、ヘリカーゼ、糖タンパク質およびアクセサリータンパク質などの他のポリタンパク質、核タンパク質および膜タンパク質を発現しています。一方、新型コロナウイルスのスパイクタンパク質は、ファンデルワールス力を維持するために、RBD領域に3D構造を含んでいます。新型コロナウイルスのRBD領域の394グルタミン残基は、ヒトACE2受容体の重要なリジン31残基によって認識されます。付着から複製までの新型コロナウイルスの病原性の全体的なメカニズムを図2に示します。
Sタンパク質が細胞受容体ACE2と結合することにより、新型コロナウイルスの感染が始まります。受容体結合後、Sタンパク質の構造変化により、エンドソーム経路を介したウイルスエンベロープと細胞膜の融合が促進されます。次に、新型コロナウイルスはRNAを宿主細胞に放出します。ゲノムRNAはウイルスのレプリカーゼポリタンパク質pp1aと1abに翻訳され、ウイルスのプロテアーゼによって小さな産物に切断されます。ポリメラーゼは、不連続な転写により一連のサブゲノムmRNAを生成し、最終的に関連するウイルスタンパク質に翻訳されます。ウイルスタンパク質とゲノムRNAはその後、ERとゴルジ体でビリオンに組み立てられ、小胞を介して輸送され、細胞から放出されます。
（ACE2：アンジオテンシン変換酵素2 、ER：小胞体、ERGIC：ER–ゴルジ中間コンパートメント）
引用文献：
