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Examinando a proteína de envelope de SARS-CoV-2

O coronavirus novo 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave do coronavirus (SARS-CoV-2) está tomando um pedágio imenso em termos da doença e da morte em muito do mundo habitado, com sobre 5,8 milhão casos confirmados e mais de 359.000 mortes dentro apenas sob cinco meses da transmissão viral.

Um estudo novo por pesquisadores na universidade de Valência e publicada no bioRxiv* em linha do server da pré-impressão relata em maio de 2020 a topologia da proteína de envelope do vírus, que poderia contribuir a uma compreensão melhor de como o vírus interage com outros componentes da pilha e ajuda esperançosamente a lutar melhor a doença.

O grande genoma deste vírus do RNA codifica até 29 proteínas, não que são expressadas. Os genes estruturais codificam as proteínas que o envelope e empacota o RNA viral. Estes incluem a proteína da superfície do ponto (s), a membrana (M) proteína, o nucleocapsid (N) proteína, e a proteína do envelope (e).

Vírus SARS-CoV-2 que ligam aos receptors ACE-2 em uma pilha humana, a fase inicial COVID-19 da infecção, crédito conceptual da ilustração 3D: Kateryna Kon/Shutterstock
Vírus SARS-CoV-2 que ligam aos receptors ACE-2 em uma pilha humana, a fase inicial COVID-19 da infecção, crédito conceptual da ilustração 3D: Kateryna Kon/Shutterstock

A proteína de E

Os focos actuais do estudo na proteína de E, que é a menor e tem o mais baixo número de cópias em vírus maduros. , Contudo, encontrou-se para ser essencial para a capacidade decausa de outros coronaviruses (CoVs). É codificado por um sgRNA, que esteja entre os transcritos com o número de cópia o mais alto.

A proteína de E é 75 resíduos por muito tempo, com os 27 deles que são leucina ou valine, fazendo o hidropático. Há uma similaridade insignificanta entre as proteínas de E em CoVs diferente conhecido para contaminar seres humanos. Total, as proteínas de E nos SARS-CoV e SARS-CoV-2 compartilhe de 94,7% das seqüências.

Que extremidade está acima?

A proteína de E foi sujeitada à análise assistida por computador da seqüência de ácido aminado por 7 métodos diferentes em uso difundido. Os resultados sugerem que haja um único segmento em torno dos resíduos 12-39 que estende através da membrana - um segmento (TM) da transmembrana. Não é uma seqüência fendida do sinal de acordo com as previsões.

O fim do N-terminal deste segmento está previsto para estar no lado cytosolic de acordo com 2 programas, quando os métodos restantes previrem que estará no lado luminal. Para sondar este, os pesquisadores usaram um método chamado o glycosylation N-ligado que é usado extensamente para mostrar a topologia de uma característica, por mais de 20 anos.

Repórter N-Ligado do Glycosylation

Uma pilha eucariótica pode glycosylate uma proteína somente no lado luminal do segundo estômago endoplasmic devido ao lugar do oligosaccharyltransferase, a proteína que executa esta reacção, neste lado. O TM previsto segmenta tem dois locais que poderiam se submeter ao glycosylation N-ligado ao lado do C-terminal na seqüência do wildtype.

Uma destas posições, contudo, não é modificável porque o local do autómato do glycosylation é demasiado próximo à membrana. Conseqüentemente, se o único local N66 restante é glycosylated, indicaria que a translocação do C-terminal tinha ocorrido. Isto, por sua vez, indicaria a orientação luminal do ER da extremidade do C-terminal.

Os investigador construíram uma construção com um local muito eficiente do autómato do glycosylation na extremidade do N-terminal. Permitiram que a proteína de E fosse traduzida in vitro com os microsomes actuais.

A tradução de um controle sem um local ou a posse do autómato do glycosylation das seqüências do wildtype conduzirá ao glycosylation mínimo. Contudo, a experiência mostrou que o glycosylation significativo ocorreu somente se o local do glycosylation estou presente na extremidade do N-terminal.

Os pesquisadores levaram em consideração as topologias múltiplas que foram encontradas com o outro CoVs, que significa que a proteína de E de SARS-CoV-2 pode ser introduzida na membrana microsomal com o C-terminal ou com a extremidade do N-terminal que enfrenta o cytosol.

, Consideraram conseqüentemente que a orientação dominante era com a extremidade do N-terminal orientada ao lúmen e a extremidade do C-terminal ao cytosol.

Topologia da proteína de E em uma pilha mamífera

Em seguida, transfected um grupo de variações da proteína de E em que o resumo do c-myc foi etiquetado na extremidade do C-terminal em uma cultura celular mamífera. Encontraram que isso somente se o local do autómato estava na extremidade do N-terminal fez a proteína de E se submetem ao glycosylation eficiente. Obviamente, isto indica que a extremidade do N-terminal está localizada ao lúmen do ER.

O efeito da distribuição de carga na topologia

As causas determinantes da topologia de uma proteína da membrana incluem a distribuição positivamente - de ácidos aminados cobrados no cytosol, chamada “positivo-dentro da regra”. Este é o parâmetro principal, como foi estabelecido por experiências e pela análise estatística. Isto é explicado assim: a proteína de E é uma estrutura do TM com uma carga que está sendo distribuída ingualmente em ambos os lados da membrana. Com somente 8 resíduos cobrados, há 2 negativamente - resíduos cobrados antes do segmento do TM, e 1 na extremidade do C-terminal. Esta extremidade, que é prevista para ser orientada ao cytosol, igualmente tem 5 positivamente - resíduos cobrados. Isto é em conformidade com “positivo-dentro da regra.”

Contudo, negativamente - os resíduos cobrados igualmente afectam a topologia. Para confirmar a hipótese acima, os pesquisadores adicionaram uma etiqueta do glycosylation e mudaram os 2 negativamente - resíduos cobrados ao lado do N-terminal com 2 resíduos da lisina. Esta proteína do mutante E continuou a ter sua extremidade do C-terminal orientada ao lado cytosolic da membrana microsomal, sem a ocorrência de todo o glycosylation.

A topologia da proteína viral da membrana depende da proteína do anfitrião

Esta observação conduziu-os concluir que a topologia viral da proteína da membrana apenas ligeiramente está afectada pela topologia destas causas determinantes. Um pouco, supor, a topologia de uma proteína viral da membrana são prováveis mudar enquanto o ambiente da proteína de pilha de anfitrião muda de modo que o anterior esteja na orientação direita a respeito dos últimos.

Os pesquisadores concluem que a proteína de E do SARS-CoV-2 é uma proteína do TM que tenha a extremidade do N-terminal orientada luminally e a extremidade do C-terminal orientada cytosolically. Esta é a mesma topologia vista com a proteína de E dos SARS-CoV quando o vírus está contaminando uma pilha mamífera.

Isto igualmente concorda com os estudos recentes que mostram a proteína de E dos SARS-CoV para ser uma estrutura pentameric quando a proteína é contida dentro dos micelles. Aqui a extremidade do C-terminal da proteína forma uma alfa-hélice extramembranous.

Além, esta topologia propor é compatível com uma interacção entre a extremidade cytosolically orientada do C-terminal da proteína de E e as extremidades do C-terminal das proteínas de M ou de S de SARS-CoV-2. Igualmente permite a interacção desta extremidade com proteínas do andaime de Golgi, que é importante para o vírus que brota, e para recolher as proteínas virais da membrana de modo que possam ser montadas nas membranas de Golgi, assim regulando o movimento das vesículas através do complexo de Golgi. Os pesquisadores esperam uns estudos mais adicionais descobrir a que extensão tais funções exigem a proteína de E do vírus.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

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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