开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
一、研究背景及意义
冠状病毒是一种有包膜的单股正链RNA病毒，是人和动物的重要致病原。流行性病毒感冒、传染性非典型性肺炎、中东呼吸综合征、新型冠状病毒肺炎均是由冠状病毒所引起的。近来爆发的新冠肺炎已经造成全球性的感染，引起广泛关注和重视。
相对于其他冠状病毒结构蛋白，S蛋白暴露在病毒表面，含有大量抗原决定簇，能使宿主细胞产生各种免疫反应，因而S蛋白是研发药物良好的靶位点。目前对于冠状病毒S蛋白的研究大多集中在分子和细胞生物学、免疫学等领域。而本课题希望利用生物信息学的研究手段，主要从S蛋白入手，通过构建冠状病毒S蛋白数据库，深入认识冠状病毒，侧重于了解冠状病毒S蛋白的序列和结构及其与受体的相互作用，为设计筛选抗冠状病毒药物奠定基础。
二、研究基础及文献综述
冠状病毒基因组为单股、正链 RNA，基因组带有5rsquo;端帽子结构，包含6minus;10个开放阅读框（ORFs）。基因组的第一个开放阅读框编码RNA复制酶，占基因组长度的2/3，其余基因组编码冠状病毒结构蛋白[1]。
冠状病毒的结构蛋白一般包括刺突蛋白(Spike,S)、囊膜蛋白(Membrance,M)、小包膜蛋白(Envelop,E)、核蛋白(Nucleocapsid,N) [1]。其中S蛋白是病毒表面形似花冠的特殊结构，冠状病毒也因此得名。S蛋白暴露在冠状病毒表面，它可以识别并结合宿主细胞相关受体，然后通过病毒囊膜与宿主细胞膜融合进入细胞，即S蛋白的主要功能是介导病毒入侵宿主细胞[2]。
冠状病毒S蛋白是由1160minus;1400个氨基酸残基组成三聚体结构。S蛋白在宿主细胞蛋白酶的作用下会被裂解为S1和S2两个部分，其中S1是识别与结合宿主细胞表面受体的结构，通常情况下S1又被划分为两个结构域：N 末端结构域(S1-NTD)和C末端结构域(S1-CTD)，均为受体结合域[3]；S2可将S蛋白固定在病毒上，介导病毒囊膜与细胞膜融合的过程。冠状病毒S蛋白的受体包括多肽类受体如血管紧张素转化酶2(Angiotensin-converting enzyme 2，ACE2)、氨 基 肽 酶 N (Aminopeptidase N,APN)、丝氨酸蛋白酶(Dipeptidyl peptidase 4，DPP4)，以及多糖类受体如硫酸肝素(Heparin sulfate) [4]。血管紧张素转化酶2 (ACE2)在肺细胞上有分布，因而例如2019-nCoV以及SARS均通过S蛋白与ACE2相互作用的分子机制，来感染肺细胞引发肺炎[5]。S蛋白与ACE2的相互作用体现在病毒入侵的过程中[6]，当S蛋白的受体结合域与ACE2特异性识别结合后，S蛋白空间构象发生改变，介导病毒囊膜与细胞膜融合的入侵过程[7] [8]。
三、研究内容及方法
整体来说，本课题将会构建信息较为全面的冠状病毒S蛋白数据库，了解冠状病毒S蛋白序列和结构的差异，并以此分析S蛋白变异。另外，还需研究冠状病毒S蛋白与血管紧张素转化酶2(ACE2)受体间的相互作用[9] [10]。具体研究过程如下所述：
