冠状病毒(Coronavirus)属于套式病毒目（Nidovirales）、冠状病毒科（Coronaviridae）。冠状病毒为单链正义RNA病毒，其基因组全长约为30000nt左右，具有RNA病毒中最大的基因组。冠状病毒基因组含有7-14个开放读码框(ORF)，翻译8-15条多肽链，其中，位于病毒基因组5端的两个ORF(ORF1a、ORF1ab)翻译成两个多聚蛋白(pp1a、pp1ab)通过病毒蛋白酶经过切割成熟，形成16个非结构蛋白(nsp1-16)，并与一些宿主因子及病毒RNA形成复制转录复合体，进行病毒基因组的复制转录。
　　2002年底，一种新型的冠状病毒在我国广东省爆发，并迅速扩散到全球30多个国家与地区，总共导致超过8000多例感染，死亡率约为10％。此病毒被命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus，SARS-CoV)，由于SARS冠状病毒的高致病性，使得冠状病毒的研究成为了研究热点。2012年9月，一种新的冠状病毒在中东地区爆发，并向欧洲地区蔓延，这种病毒随后被命名为中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus，MERS-CoV)。迄今为止，共导致630例感染，199例死亡。冠状病毒是一种典型的人畜共患病毒，可以在宿主之间进行跨物种转播，容易导致新发(emerging)急性感染，成为威胁人类健康的重要因素。
　　冠状病毒病毒RNA的5端具有cap1型帽子结构修饰。RNA病毒基因组5端的修饰对于病毒基因组的复制、病毒蛋白质的翻译合成、病毒颗粒的装配以及逃避宿主先天免疫系统对病毒病原分子模式和病毒复制的识别非常重要。这使得RNA病毒基因组RNA5端修饰相关元件成为了一个潜在的抗病毒药物设计靶点。由于冠状病毒的复制生活周期发生在细胞质中，无法调用宿主的加帽酶来完成自身病毒RNA的加帽，所以冠状病毒通过病毒自身蛋白来完成病毒RNA cap1型加帽。之前研究发现，冠状病毒的nsp10通过与nsp16形成蛋白质复合体来起始nsp16的2-O-甲基转移酶活性，参与cap1型帽子结构的形成。但是，冠状病毒nsp10促进nsp162-O-甲基转移酶活性的分子机制尚不明确。
　　本课题以SARS冠状病毒为研究模型，采用蛋白质X-射线晶体学研究方法，获得了SARS冠状病毒nsp10/nsp16蛋白质复合体与甲基化供体S-腺苷甲硫氨酸(SAM)复合体的高分辨率晶体结构模型，其分辨率为2.0埃米。通过一系列蛋白质生物化学研究，结合结构模型分析，我们发现，相比于其他加帽相关的2-O-甲基转移酶，nsp16具有一种新的蛋白质表面结构模式，nsp16的表面完全被柔性的loop区覆盖，尤其是SAM结合口袋和底物RNA结合沟槽，nsp16的αD螺旋太短，不足以支撑SAM结合口袋的侧壁，同时，nsp16底物RNA结合沟槽的侧壁柔性太高，导致其无法通过三明治π键堆积作用结合底物RNA的鸟苷酸帽子结构。以上结构特征导致单独的nsp16不能结合甲基化供体和底物;在nsp10/nsp16复合体中，nsp10通过一对极性相互作用稳定了nsp16的SAM结合口袋(pocket)的侧壁，同时nsp10延伸了nsp16负责与底物RNA结合的正电荷蛋白质表面。通过这一系列的作用，nsp10帮助nsp16结合甲基化供体SAM和甲基化底物RNA并激活nsp16的2-O-甲基转移酶活性。由于冠状病毒nsp10/nsp16蛋白质复合体的这种新的结构与功能模式，使得我们针对nsp10与nsp16相互作用表面开发新型的冠状病毒特异性抗病毒药物成为了可能。