Un nouveau document de recherche préimprimé, posté sur le bioRxiv* serveur, a découvert plus d’informations sur les différentes conformations structurelles du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Les résultats suggèrent que la protéine de pointe se transforme en un état verrouillé pour stabiliser la protéine de pointe pendant la sortie du virus.
Il existe trois conformations de préfusion pour le SRAS-CoV-2 – dont deux sont partagées avec un autre coronavirus appelé SARS-CoV-1 S.Cependant, la conformation verrouillée est nouvelle et il existe des données limitées concernant son rôle dans le cycle de vie du virus. .
Sommaire
Caractériser la conformation de la serrure
L’équipe de recherche a créé une construction de protéine SARS-CoV-2 S appelée SR / x3 qui utilise une paire de disulfure pour stabiliser le pic dans la conformation verrouillée. Environ 77% des particules SR / x3 se sont conformées à un état verrouillé, tandis que 23% sont restées dans un état fermé.
Structure de SR / x3
La reconstruction de la conformation verrouillée a aidé les chercheurs à trouver le domaine de liaison au récepteur (RBD) étroitement regroupé autour d’un axe de symétrie triple, l’acide linoléique lié dans une poche RBD et les résidus 833-855 repliés dans un peptide de fusion hélice-boucle-hélice proximale motif de région (FPPR). De plus, une boucle désordonnée substantielle a été découverte entre les résidus 617 à 633.
Ces observations soutiennent des recherches antérieures sur la conformation verrouillée, ce qui suggère que la structure reste dans un état fermé parce que le pliage du motif FPPR empêche RBD de s’ouvrir.
Caractéristiques structurelles d’une conformation verrouillée avec la substitution D614G
L’équipe a découvert que la substitution D614G réduisait la quantité de conformation verrouillée à environ 20% du total des particules. En revanche, plus de 80% des particules étaient en conformation fermée.
Semblable à la structure SR / x3, il a continué à y avoir une présence de l’axe triple, de l’acide linoléique dans le RBD et du motif plié. Cependant, la structure change lors de l’observation du domaine D. Le domaine D a montré une structure de boucle désordonnée entre les résidus 617 à 641 qui s’est repliée en deux petites hélices A connectées par une boucle dans l’état verrouillé SR / x3 / D614G.
Deux états verrouillés dans la protéine de pointe
Les chercheurs ont observé deux conformations verrouillées différentes: 614D (SR / x3), que les auteurs appellent «verrouillé-1», et le 614G (SR / x3 / D614G) étiqueté «verrouillé-2».
La mutation D614G a changé la structure du domaine D dans les résidus 617 à 641.
«En raison de cette perturbation structurelle, il existe des différences dans le motif FPPR et dans les résidus 316-325 qui sont situés dans la région charnière reliant les domaines C et D. Dans la structure 614D verrouillé-1, les longues chaînes latérales de R634 et Y636 s’entrecroisent avec les sidechains de F318 et Y837. Dans cette interaction, R634 dans le domaine D est pris en sandwich entre F318 de la région charnière et Y837 du motif FPPR, reliant ces trois caractéristiques structurelles », ont décrit les chercheurs.
Ils suggèrent que l’interaction de fermeture éclair aide à maintenir la structure en boucle observée dans les résidus 617-641.
Un autre changement avec l’inclusion de la substitution D614 est l’absence d’un pont de sel dans le motif FPPR dans la deuxième conformation verrouillée. Au lieu de cela, le repliement en deux petites hélices alpha suggère qu’une mutation D614 modifie l’interaction électrostatique impliquant la liaison.
Passer d’un état verrouillé à un état fermé
Le passage du premier état verrouillé au second état verrouillé rompt les liaisons entre les résidus dans le domaine D et le motif FPPR. Pour déplacer l’état verrouillé vers un état fermé, il faudrait un mouvement supplémentaire au niveau de la région charnière de la protéine de pointe pour permettre l’ouverture du RBD.
Le manque d’interactions avec R634, Y636, F318 et Y837 dans les structures SR / x3 / D614G peut aider à expliquer comment D614G favorise l’ouverture RBD.
De plus, de faibles niveaux de pH maintiennent le RBD à une conformation verrouillée. Mais lorsque les niveaux de pH augmentent à 7,4, la métastabilité la transforme en une conformation fermée. Cela ouvre le domaine de liaison au récepteur de la protéine de pointe. Le passage à un pH neutre inverse également la conformation verrouillée-2.
Les chercheurs ont découvert que la suppression d’une interaction électrostatique entre D614 et R634 dans la protéine de pointe D614G déstabilise le domaine D, provoquant une conformation verrouillée-2. Ils spéculent que les différentes conformations du domaine D sont impliquées dans la régulation de l’ouverture de la RBD et de la liaison au récepteur.
«Étant donné que le faible pH et la liaison lipidique favorisent les conformations verrouillées, nous supposons que pendant l’assemblage du virus, les pics 614D et D614G sont dans leurs conformations respectives verrouillé-1 et verrouillé-2 et que cela fournit un mécanisme pour empêcher une transition prématurée vers ouvert ou des conformations post-fusion lors de l’assemblage du virus. Une fois que les virus sont libérés dans l’environnement à pH neutre en dehors de la cellule, au fil du temps, le pic passera à la conformation fermée où le RBD peut s’ouvrir et assurer la liaison avec les cellules cibles. »
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
