Viele Epitope auf der Oberfläche des Spike-Glykoproteins sind durch umfangreiche Glykosylierungen maskiert.

Die monoklonalen Antikörper Bamlanivimab, Casirivimab, Cilgavimab, Etesevimab, Imdevimab, Regdanvimab, Sotrovimab und Tixagevimab binden an die Rezeptorbindungsdomäne (RBD) des Spike-Glykoproteins von SARS-CoV-2. Neutralisierende Antikörper gegen SARS-CoV-2 binden zu einem Anteil von etwa 90 % an die RBD im S1. Immunologie ĭie Antikörper Tixagevimab (violett) und Cilgavimab (grün) binden an die RBDĪntikörper gegen das Spike-Glykoprotein werden sowohl nach Infektion mit SARS-CoV-2 als auch nach Impfung mit COVID-19-Impfstoffen gebildet. Die Analogie der 2P-Variante bei SARS-CoV-2 wurde bestätigt. Die 2P-Variante wurde für Coronaviren erstmals beim MERS-CoV beschrieben. Bei der 2P-Variante wurden zwei Aminosäuren gegen Proline getauscht: an Position 1060 war zuvor ein Valin, an Position 1061 war zuvor ein Leucin. Manche SARS-CoV-2-Impfstoffe verwenden als Antigen eine Variante des S-Glykoproteins, die zwei geänderte Proline in der Nähe der Fusionsdomäne aufweist, welche die Proteinfaltung vor der Membranfusion stabilisieren (engl. Wie viele andere fusogene Proteine führen Spike-Glykoproteine von humanen Coronaviren und auch das von SARS-CoV-2 zur Bildung von Syncytien, vermutlich zur Infektion von Nachbarzellen. Durch die Fusion wird das Virusinnere ( englisch core) mit dem viralen Genom ins Zytosol freigesetzt, woraufhin die Translation der viralen Proteine beginnt. Die Transmembrandomäne liegt bei den Aminosäuren 1214 – 1236. Das Fusionspeptid besteht aus zwei Teilen an den Positionen 816 – 837 und 835 – 855. Durch die Bindung an den Rezeptor wird eine Änderung der Faltung induziert, welche das Fusionspeptid stärker exponiert, wodurch die Membranfusion ausgelöst wird. Bei der Membranfusion mit der Wirtszelle bilden Coiled-Coil-Strukturen (mit Heptadenmuster) ein Trimer von Haarnadelschleifen, wodurch das Fusionspeptid in die Nähe des C-terminalen Bereichs der extrazellulären Proteindomäne gebracht wird, woraufhin die Membranfusion mit der Membran der Wirtszelle erfolgt. Proteinfaltungen ĭie Faltung der Fusionsdomäne vor (hell) und nach der Membranfusion (dunkel) mit der zentralen α-Helix (orange = Präfusion, rot = Postfusion) und dem Heptad Repeat 1 (hellblau = Präfusion, dunkelblau = Postfusion) ĭas Spike-Glykoprotein besitzt drei mögliche Proteinfaltungen: die native Präfusionsform, die Prä- Haarnadelschleifenform und die Postfusions-Haarnadelschleifen-Form. Die Transmembrandomäne ist die zweite hydrophobe Aminosäuresequenz des Spike-Glykoproteins. Die Proteine M und E des SARS-CoV-2 modulieren den Proteintransport neugebildeter Spike-Glykoproteine über unterschiedliche Mechanismen. Bei S2' fehlt durch die Spaltung das Fusionspeptid FP. Im S2-Bereich liegen das Fusionspeptid (FP) und das interne fusionspeptid (IFP) für die Verschmelzung von Virus- und Zellmembran, zwei Heptad-Repeat-Domänen (HR1 und HR2), eine Transmembrandomäne und zuletzt eine kurze C-terminale Domäne, die im Zytosol liegt. Diese Spaltung wird durch Cathepsin L nichtessentiell unterstützt. S2 wird nach Aufnahme ins Endosom weiter durch TMPRSS2 vor der Position 816 gespalten, wodurch S2' (Position 816 – 1273) entsteht und die Fusionsdomäne aktiviert wird. N-Glykosylierungen an N61 und N603 führen zu einer erhöhten Zugänglichkeit der Schnittstelle für Proteasen. N-Glykosylierungen an N165 und N234 stabilisieren die Bindung der RBD an ACE2. In der NTD liegt die Sequenz GTNGTKR, die vermutlich die Bindung an weitere Membranproteine ermöglicht. Das Signalpeptid enthält 13 Aminosäuren, die spiralförmig und hydrophob (wassermeidend) angeordnet sind. Im S1-Bereich liegt nach einem Signalpeptid zunächst die N-terminale Domäne (NTD), gefolgt von der Rezeptorbindungsdomäne (RBD) zum Andocken an die Wirtszelle. Im Gegensatz zu anderen Coronaviren besitzt die Schnittstelle die Sequenz RR AR, welche die Spaltung erleichtert. Jede der drei gleichen Untereinheiten wird durch Proteolyse von einer Furin-artigen Protease vor der Position 686 in zwei Teile S1 und S2 gespalten, wobei die gespaltenen Teile S1 und S2 aneinander gebunden bleiben. Jedes der drei gleichen Monomere besitzt drei interne Disulfidbrücken. Auf der Oberfläche eines Virions befinden sich 15–30 frei rotierbare Homotrimere des Spike-Glykoproteins.

Es bestimmt den Wirts- und Zell tropismus des SARS-CoV-2. Bindung und Fusion mit den Wirtszellen ĭas Spike-Glykoprotein ist ein homotrimeres Protein und eines der vier strukturellen Proteine des SARS-CoV-2. Schematische Darstellung des SARS-CoV-2 Virions mit Spike-Glykoproteinen ĭie SARS-CoV-2 Virion bindet mit Hilfe der Spike-Glykoproteine an den ACE2-Rezeptor von Körperzellen, mit denen es verschmilzt und sich darin vermehrt (Wirtszellen).

Viral spike protein