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Esame della proteina di rivestimento di SARS-CoV-2

Il coronavirus novello 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo di coronavirus sta catturando un tributo immenso in termini di malattia e morte su gran parte del mondo abitato in, con oltre 5,8 milione casi confermati e più di 359.000 morti dentro appena al di sotto di cinque mesi della trasmissione virale.

Un nuovo studio dai ricercatori all'università di Valencia e pubblicata sul bioRxiv* online del " server " della pubblicazione preliminare nel maggio 2020 riferisce la topologia della proteina di rivestimento del virus, in grado di contribuire ad una migliore comprensione di come il virus interagisce con altre componenti delle cellule ed eventualmente contribuisce a combattere meglio la malattia.

Il grande genoma di questo virus a RNA codifica fino a 29 proteine, non che sono espresse. I geni strutturali codificano le proteine che la busta ed imballa il RNA virale. Questi includono la proteina della superficie della punta (s), la proteina della membrana (m), la proteina del nucleocapsid (n) e la busta (E) proteina.

Virus SARS-CoV-2 che legano ai ricevitori ACE-2 su una cellula umana, la fase iniziale COVID-19 dell
Virus SARS-CoV-2 che legano ai ricevitori ACE-2 su una cellula umana, la fase iniziale COVID-19 dell'infezione, credito concettuale dell'illustrazione 3D: Kateryna Kon/Shutterstock

La proteina di E

I fuochi correnti di studio sulla proteina di E, che è il più piccolo ed ha il numero più basso delle copie in virus maturi. , Tuttavia, è stato trovato per essere essenziale per l'abilità malattia-causante di altri coronaviruses (CoVs). È codificato da uno sgRNA, che è fra le trascrizioni con il più alto numero di copia.

La proteina di E è lungamente 75 residui, con 27 di loro che sono leucina o valina, rendendola idropatica. C'è una similarità irrilevante fra le proteine di E in CoVs differente conosciuto per infettare gli esseri umani. In generale, le proteine di E in SAR-CoV e SARS-CoV-2 divida 94,7% delle sequenze.

Quale estremità è su?

La proteina di E è stata sottoposta all'analisi assistita dall'elaboratore della sequenza aminoacidica con 7 metodi differenti nell'uso molto diffuso. I risultati indicano che c'è un singolo segmento intorno ai residui 12-39 che estende tramite la membrana - un segmento (TM) del transmembrane. Non è una sequenza spaccabile del segnale secondo le previsioni.

La conclusione del N-terminale di questo segmento è preveduta per essere sul lato citosolico secondo 2 programmi, mentre i metodi restanti predicono che sarà dal lato luminal. Per sondare questo, i ricercatori hanno usato un metodo chiamato glicosilazione N-collegata che è usata ampiamente per mostrare la topologia di una funzionalità, per oltre 20 anni.

Reporter N-Collegato della glicosilazione

Una cella eucariotica può glycosylate una proteina soltanto dal lato luminal del reticolo endoplasmatico dovuto la posizione del oligosaccharyltransferase, la proteina che esegue questa reazione, da questo lato. Il TM preveduto segmenta ha due siti che potrebbero subire la glicosilazione N-collegata al lato del C-terminale nella sequenza del wildtype.

Una di queste posizioni, tuttavia, non è modificabile perché il sito del ricettore della glicosilazione è troppo vicino alla membrana. Di conseguenza, se il singolo sito restante N66 è glicosilato, indicherebbe che lo spostamento del C-terminale aveva accaduto. Ciò, a sua volta, indicherebbe l'orientamento luminal di ER dell'estremità del C-terminale.

I ricercatori hanno sviluppato una costruzione con un sito molto efficiente del ricettore della glicosilazione all'estremità del N-terminale. Hanno permesso che la proteina di E fosse tradotta in vitro con i microsomi presenti.

La traduzione di controllo senza un sito o il possesso del ricettore della glicosilazione delle sequenze del wildtype piombo alla glicosilazione minima. Tuttavia, l'esperimento ha indicato che la glicosilazione significativa ha accaduto soltanto se il sito della glicosilazione fosse presente all'estremità del N-terminale.

I ricercatori hanno considerato le topologie multiple che sono state trovate con l'altro CoVs, che significa che la proteina di E di SARS-CoV-2 può essere inserita nella membrana microsomica con il C-terminale o con l'estremità del N-terminale che affronta il cytosol.

, Quindi, hanno considerato che l'orientamento dominante fosse con l'estremità del N-terminale orientata verso il lumen e l'estremità del C-terminale verso il cytosol.

Topologia della proteina di E in una cellula di mammiferi

Dopo, transfected un insieme delle varianti della proteina di E in cui l'epitopo del c-myc è stato etichettato all'estremità del C-terminale in una coltura cellulare mammifera. Hanno trovato che quello soltanto se il sito del ricettore fosse all'estremità del N-terminale facesse la proteina di E subiscono la glicosilazione efficiente. Ovviamente, questo indica che l'estremità del N-terminale è localizzata al lumen di ER.

L'effetto di distribuzione della carica su topologia

I fattori determinanti della topologia di una proteina della membrana comprendono positivamente la distribuzione - degli amminoacidi fatti pagare nel cytosol, chiamata “positivo-dentro la norma„. Ciò è il parametro principale, come è stato stabilito sia dagli esperimenti che dall'analisi statistica. Ciò è spiegata così: la proteina di E è una struttura del TM con una tassa che si è distribuita ugualmente da entrambi i lati della membrana. Con soltanto 8 residui fatti pagare, c'è negativamente 2 - residui fatti pagare prima del segmento del TM e 1 all'estremità del C-terminale. Questa estremità, che è preveduta per essere orientata verso il cytosol, egualmente ha positivamente 5 - residui fatti pagare. Ciò è in accordo “positivo-dentro la norma.„

Tuttavia, negativamente - i residui fatti pagare egualmente pregiudicano la topologia. Per confermare l'ipotesi di cui sopra, i ricercatori hanno aggiunto un tag della glicosilazione ed hanno cambiato i 2 negativamente - residui fatti pagare al lato del N-terminale con 2 residui della lisina. Questa proteina del mutante E ha continuato ad avere sua estremità del C-terminale orientata verso il lato citosolico della membrana microsomica, senza l'avvenimento di tutta la glicosilazione.

La topologia della proteina virale della membrana dipende dalla proteina ospite

Questa osservazione piombo loro concludere che la topologia virale della proteina della membrana leggermente è influenzata soltanto dalla topologia di questi fattori determinanti. Piuttosto, suppongono, la topologia di una proteina virale della membrana sono probabili cambiare mentre l'ambiente della proteina della cellula ospite cambia in modo che il precedente sia nel giusto orientamento riguardo agli ultimi.

I ricercatori concludono che la proteina di E del SARS-CoV-2 è una proteina del TM che ha l'estremità del N-terminale ha orientato luminally e l'estremità del C-terminale orientata cytosolically. Ciò è la stessa topologia veduta con la proteina di E dei SAR-CoV quando il virus sta infettando una cellula di mammiferi.

Ciò egualmente è d'accordo con gli studi recenti che mostrano la proteina di E dei SAR-CoV per essere una struttura pentameric quando la proteina è contenuta all'interno delle micelle. Qui l'estremità del C-terminale della proteina forma un'alfa-elica extramembranous.

Inoltre, questa topologia proposta è compatibile con un'interazione fra l'estremità cytosolically orientata del C-terminale della proteina di E e le estremità del C-terminale delle proteine di S o di m. di SARS-CoV-2. Egualmente permette l'interazione di questa estremità con le proteine dell'impalcatura di Golgi, che è importante per il virus che germoglia e raccogliere le proteine virali della membrana in moda da poterle montare essi alle membrane di Golgi, così regolamentanti il movimento delle vescicole attraverso il complesso di Golgi. I ricercatori invitare ulteriori studi per scoprire fino a che punto tali funzioni richiedono la proteina di E del virus.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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