Structure and functional analysis of the SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02449
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43040:Biophysics-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: Park Sam-Yong 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (20291932)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡士 幸一 国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 総括研究官 (40378948)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 新型コロナウイルス / Nタンパク質 / 構造生物学

Outline of Final Research Achievements

The N-protein has a molecular weight of about 50 kDa. with 419 amino acid residues. The N-protein was confirmed by an expression system and mass expression was achieved in E. coli. The N-protein has a molecular weight of about 450 kDa. in an 8-complex, making it an ideal sample for single particle analysis by cryo-EM. In addition, the conditions for crystallization of the complexed N protein were investigated using an automated crystallization robot dispensing system. As a result of about 1,000 conditions, poly crystals were obtained under 0.1M sodium citrate pH 5.0, 10%(w/v) PEG20K conditions, and after optimization, crystals averaging 30 microns in diameter were obtained. Using an experimental X-ray generator, we confirmed the reflection points and obtained reflection points of approximately 4A. In the future, we plan to study the conditions for high quality crystallization and perform X-ray diffraction experiments at a large synchrotron radiation facility.

Free Research Field

構造生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人類は21世紀に入り、2002年の重症急性呼吸器症候群（SARS）であり、コウモリが原因であると報告されている。その後、2019年末には、SARS-CoV-2は中国の武漢で呼吸器疾患のアウトブレイクを引き起こした。コロナウイルスは一本鎖RNAウイルスで、ヒトへの感染が確認されているCoVは7種類が存在している。これらのCoVに感染すると様々な重症度の呼吸器症状を発症する。今後、生物学的な感染機構解明や合理的で有効な治療薬の開発を急務とされている。本研究はウイルスRNAアセンブリーの安定化に関わっているNタンパク質の構造解明によるウイルスの増殖機構解明を目指し、構造解明を行なった。