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中东呼吸综合征冠状病毒（Middle East respiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV）于2012年在中东地区首次被鉴定出来，随后逐渐扩散，在很多国家都报道了感染病例。MERS-CoV能导致非常严重的呼吸道病症，致死率很高，引发了全球关于MERS大流行潜在可能性的广泛关注。人的细胞表面蛋白二肽基肽酶4（Dipeptidyl Peptidase-4，DPP4）是MERS-CoV的受体。MERS-CoV通过其表面S蛋白与DPP4结合，进而攻击人体细胞。本论文首先鉴定了MERS-CoV受体结合区（receptor binding domain，RBD）在S蛋白上的精确位置，并用蛋白质晶体学方法解析了RBD与DPP4复合物的3.0的结构。结果显示，与SARS-CoV RBD类似，MERS-CoV的RBD可以进一步分为两个部分，即骨架区域（core subdomain）和受体结合区域（receptor-bindingsubdomain）。其中骨架区域在SARS-CoV和MERS-CoV中非常保守，而受体结合区域则差异明显。RBD结合受体DPP4的区域位于DPP4的β-螺旋桨结构域（β-propeller domain），而非α/β水解酶结构域（α/β hydrolase domain）。然后，本论文采用点突变和常用的生化方法（如Pull-down，SPR等），鉴定了RBD和DPP4上对二者的结合起关键作用的氨基酸。同时与清华大学医学院张林琦教授实验室合作，构建了MERS-CoV假病毒系统，进一步验证了这些关键氨基酸位点的突变对假病毒侵染能力的影响。DPP4上的这些关键氨基酸位点在不同物种中的保守性将有助于解释MERS-CoV的宿主选择性。最后，张林琦教授实验室利用我们鉴定的RBD片段，从酵母展示的人源scFv文库中筛选到了两株高中和能力的单克隆抗体。本论文基于此制备了两个中和抗体的Fab片段，然后分别获得了Fab-RBD复合物的晶体。未来的工作将集中于解析这两种晶体的结构，更深入的了解抗体识别的表位及抗体发挥中和作用的机制。RBD-DPP4复合物的晶体结构提供的原子分辨率的信息详细解释了病毒识别受体的机制，这些信息将有助于研发针对MERS-CoV的特异性的预防和治疗方法。而RBD及RBD的抗体有望在将来应用于针对MERS-CoV的特异的预防和治疗，在临床上有很好的应用前景。