Les coronavirus constituent une menace majeure pour les systèmes de santé mondiaux et comprennent des agents pathogènes zoonotiques tels que le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-1), le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-2) et le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS). Les coronavirus pénètrent dans les cellules hôtes en utilisant la protéine de pointe virale (S) avec le peptide de fusion (FP) de la protéine S interagissant avec les bicouches lipidiques de l’hôte.
Étude : Les résidus critiques chargés négativement sont importants pour l’activité des peptides de fusion SARS-CoV-1 et SARS-CoV-2. Crédit d’image : Starshaker/Shutterstock
Dans une récente étude de pré-impression publiée dans le bioRxiv* serveur, les chercheurs ont découvert que l’entrée des coronavirus est un Ca2+-processus dépendant. Cette étude a principalement porté sur le SARS-1 FP-Ca2+ interaction et son effet sur les membranes en utilisant la résonance de spin électronique (ESR).
Sommaire
À propos de l’étude
Les auteurs ont effectué une étude de mutation systématique sur les résidus chargés négativement sur le SARS-1 FP. Puisqu’il y a six résidus chargés négativement sur le FP, ils ont étudié le résidu impliqué dans le Ca2+ contraignant. Le modèle de topologie de Ca2+ La liaison a également été identifiée dans cette étude. De plus, l’influence de Ca2+ la liaison sur l’ordre membranaire induit par FP a été déterminée.
Ils ont également cherché à savoir si la FP séparée fonctionnait de la même manière que la FP sur l’ensemble de la protéine S sur la membrane virale. Les protéines S sont disponibles sur la membrane sous forme de trimères et chaque monomère est constitué de sous-unités S1 et S2. Le virus pénètre dans la cellule hôte par liaison au récepteur, suivie d’une fusion membranaire. Les auteurs ont systématiquement introduit des mutations sur les résidus et observé leur effet sur la structure membranaire ainsi que le Ca2+ contraignant.
De plus, un système de pseudotype de particules virales (PP)-SUV plus avancé a été utilisé pour examiner la fonction de FP dans le contexte de la protéine entière, ce qui simule mieux le « scénario biologique » et les résultats avec ceux de peptides séparés ont été comparés. Les deux sites de clivage distincts (S1/S2 et S2′) des coronavirus sont activés par une gamme beaucoup plus large de protéases. Cela a entraîné l’exposition de la FP après l’événement de clivage sur le site S2′ et il a été identifié par ESR que la véritable FP est directement en aval du site S2′ pour tous les SRAS-1, SARS-2 et MERS. Cela offre aux coronavirus une flexibilité unique pour envahir de nouveaux types de cellules, tissus et espèces hôtes.
De plus, les auteurs ont découvert que les PF du SARS-1 et du SARS-2 se lient au Ca2+ à 1:2 (FP : Ca2+) rapport, le MERS FP lie Ca2+ à un rapport 1:1 qui impliquait que la fonction des FP CoV est Ca2+ dépendant. Cette découverte augmente le potentiel de réutilisation de médicaments approuvés par la FDA qui bloquent le Ca2+ canaux de traitement du COVID-19.
Résultats
Les résultats ont montré que bien que les six résidus chargés négativement aient contribué dans une certaine mesure à l’activité d’ordre membranaire de la FP, D812 était le résidu le plus important. Les deux FP1 et FP2 lié un Ca2+ ion, et il y avait deux sites de liaison dans FP1 et trois dans FP2. Les auteurs ont découvert qu’un rôle critique similaire était joué par le résidu D830 correspondant dans le SARS-2 FP. Les expériences de calorimétrie de titrage isotherme (ITC) ont montré que les énergies de liaison entre le FP et le Ca2+ ainsi qu’entre la FP et les membranes a également diminué pour tous les mutants.
Depuis la liaison de Ca2+, le repliement de FP et l’activité de commande corrélée entre les mutants, on peut suggérer que le Ca2+ aidé à replier FP dans les membranes pour augmenter son activité. À l’aide d’une nouvelle méthodologie de liposomes pseudotypés (PP) de particules virales, les auteurs ont découvert que, tout comme des PF distinctes, les PP du SRAS-1 et du SRAS-2 induisent également un ordre membranaire, qui a diminué en raison des mutations des résidus chargés négativement. La différence de cinétique entre le PP et le FP pourrait être attribuée à la trimérisation du FP. Par conséquent, les résultats de l’étude ont fourni des solutions thérapeutiques pour contrôler la pandémie actuelle de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) en ciblant l’interaction FP-calcium ou en bloquant le Ca2+ canaliser.
Conclusion
En conclusion, les données de l’étude sur le SARS-1 FP peuvent également être applicables pour SARS-2 FP car leurs séquences sont similaires. Bien que les FP SARS-2 et SARS-1 ne varient que dans trois résidus, le FP SARS-2 a un effet d’ordonnancement nettement plus important.
Nos résultats suggèrent que tous les résidus chargés négativement sont impliqués dans Ca2+ contraignant, bien que leurs contributions soient différentes. «
*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/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
