Effect of natural mutations of SARS-CoV-2 on spike structure, conformation, and antigenicity

SARS-CoV-2 variants with multiple spike mutations enable increased transmission and antibody resistance. Here, we combine cryo-EM, binding and computational analyses to study variant spikes, including one that was involved in transmission between minks and humans, and others that originated and spread in human populations. All variants showed increased ACE2 receptor binding and increased propensity for RBD up states. While adaptation to mink resulted in spike destabilization, the B.1.1.7 (UK) spike balanced stabilizing and destabilizing mutations. A local destabilizing effect of the RBD E484K mutation was implicated in resistance of the B.1.1.28/P.1 (Brazil) and B.1.351 (South Africa) variants to neutralizing antibodies. Our studies revealed allosteric effects of mutations and mechanistic differences that drive either inter-species transmission or escape from antibody neutralization.

Related Keywords

Greece ,New York ,United States ,Denmark ,Netherlands ,United Kingdom ,Brazil ,Italy ,Sweden ,South Africa ,Austria ,Vienna ,Wien ,Spain ,Leica Microsystems ,Joshua Mendez ,Led Eng ,Mahira Aragon ,Eugene Chua ,Rr Core Team ,Duke Research Computing ,National Institute Of Allergy ,Duke Regional Biocontainment Laboratory ,Electron Microscopy Sciences ,Simons Foundation ,Ge Healthcare ,National Center ,Defense Advanced Projects Agency ,National Institutes Of Health ,Sera Care Life Sciences ,York Structural Biology Center ,Common Fund Transformative High Resolution Cryo ,Foundation For Statistical Computing ,Simons Electron Microscopy Center ,Pearson ,Duke University ,C Terminal Twinstrep ,Geneimmune Biotechnology ,Seriess Strepavidin ,Human Anti Fc ,Cytiva Human Antibody Capture Kit ,Thermo Fisher Scientific ,Jackson Immunoresearch Laboratories ,Glow Discharge Cleaning ,Titan Krios ,Thermo Fisher ,Visual Molecular Dynamics ,Statistical Computing ,High Throughput Molecular Dynamics ,Creative Commons Attribution ,New York Structural Biology Center ,National Institutes ,National Institute ,Infectious Diseases ,Coronavirus Aid ,Economic Security ,கிரீஸ் ,புதியது யார்க் ,ஒன்றுபட்டது மாநிலங்களில் ,டென்மார்க் ,நெதர்லாந்து ,ஒன்றுபட்டது கிஂக்டம் ,பிரேசில் ,இத்தாலி ,ஸ்வீடந் ,ஆஸ்ட்ரியா ,வியன்னா ,வீந் ,ஸ்பெயின் ,லைக்கா மைக்ரோசிஸ்டம்ஸ் ,ஜோஷுவா மெண்டெஸ் ,எட் எஂக் ,யூஜின் சுய ,ர் கோர் அணி ,தேசிய நிறுவனம் ஆஃப் ஒவ்வாமை ,எதிர் மின்னணு நுண்ணோக்கி அறிவியல் ,சிமன்கள் அடித்தளம் ,கே சுகாதாரம் ,தேசிய மையம் ,தேசிய நிறுவனங்கள் ஆஃப் ஆரோக்கியம் ,யார்க் கட்டமைப்பு உயிரியல் மையம் ,அடித்தளம் க்கு புள்ளிவிவர கணினி ,சிமன்கள் எதிர் மின்னணு நுண்ணோக்கி மையம் ,பியர்சன் ,டியூக் பல்கலைக்கழகம் ,தெர்மோ மீனவர் அறிவியல் ,தெர்மோ மீனவர் ,காட்சி மூலக்கூறு இயக்கவியல் ,புள்ளிவிவர கணினி ,புதியது யார்க் கட்டமைப்பு உயிரியல் மையம் ,தேசிய நிறுவனங்கள் ,தேசிய நிறுவனம் ,தொற்று நோய்கள் ,பொருளாதார பாதுகாப்பு ,