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Les chercheurs stabilisent le trimère fermé de la pointe SARS-CoV-2

Même pendant que COVID-19 continue à écarter autour du monde, les chercheurs se concentrent sur le développement vaccinique et antiviral. L'objectif de beaucoup de cette étude est la protéine de la pointe (s) du coronavirus 2 (SARS-CoV-2), une composante trimeric de syndrôme respiratoire aigu sévère de la particule virale qui est responsable de la pièce d'assemblage au récepteur d'hôte, l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2). Maintenant, une étude neuve par des chercheurs aux vaccins de Janssen et prévention BV et université de Leyde et publié sur le cryoEM d'utilisations de bioRxiv* de serveur de prétirage pour indiquer la structure de ce trimère, afin de supporter la mise au point et le test diagnostique de vaccin basés sur la production d'anticorps.

La protéine de pointe

La protéine de S est une grande glycoprotéine composée de deux sous-unités, de fusion de grippement et de membrane de récepteur de cellule hôte de médiation du virus et de la cellule hôte pour activer l'entrée et l'infection virales de la cellule hôte. La sous-unité S1 a deux parts indépendantes, un domaine de N-terminal (NTD) et un domaine récepteur-grippant (RBD).

illustration 3D de tableau de la structure SARS-CoV-2. Crédit d
illustration 3D de tableau de la structure SARS-CoV-2. Crédit d'image : FX d'Orphée/Shutterstock O par

À la surface adjacente S1/S2, il y a une protéase comme furin qui est exigée pour le clivage de la protéine, qui peut également être effectuée par l'action de TMPRSS2, un site fortement économisé juste avant le peptide de la fusion S2. La protéine de la pré-fusion S a son RBD alterne dans en haut et en bas ou des configurations ouvertes et fermées.

Dans l'ancien, l'accepteur du récepteur est transitoirement exposé au récepteur de cellule hôte, ou à n'importe quel anticorps. À cause de ce changement des conformations qui caractérise intrinsèquement la protéine, la protéine de S est, comme d'autres protéines de fusion de la classe I, une protéine naturellement métastable.

Caractérisation structurelle de S-fermé. (a) Structure Cryo-FIN DE SUPPORT de la classe la plus abondante de trimère de S-fermé-FD - un trimère fermé de protéine de S. Les monomères sont colorés dans orange-clair, la zone blanche et le gris et la pointe est montrée du côté (Commission supérieure) et de la première vue (de Commission inférieure). (b) Chacune des quatre mutations uniques introduites dans S-fermé-FD montré en détail. Les domaines de la structure neuve sont colorés selon même code couleur qu
Caractérisation structurelle de S-fermé. (a) Structure Cryo-FIN DE SUPPORT de la classe la plus abondante de trimère de S-fermé-FD - un trimère fermé de protéine de S. Les monomères sont colorés dans orange-clair, la zone blanche et le gris et la pointe est montrée du côté (Commission supérieure) et de la première vue (de Commission inférieure). (b) Chacune des quatre mutations uniques introduites dans S-fermé-FD montré en détail. Les domaines de la structure neuve sont colorés selon même code couleur qu'utilisés dans la figue S1. La limite entre les monomères a été supplémentaire indiquée avec la ligne tirée orange si applicable. Deux rotamers possibles de K986 sont montrés car un ou l'autre ne pourrait pas être définitivement affecté basé sur la densité.

Désignation d'objectifs de la protéine de Prefusion S

La forme de prefusion de la protéine de S contient les épitopes auxquels les anticorps de neutralisation grippent, et sont, pour cette raison, un premier objectif pour le développement d'immunogène. Pour que ceci se produise, il est nécessaire de stabiliser la protéine de prefusion, car des glycoprotéines ainsi plus recombinées sur les particules virales sont exprimées, stimulant une réaction immunitaire.

Une voie de stabiliser cette protéine est en stabilisant la boucle de charnière qui se trouve juste avant l'helice centrale. Dans les Radars à ouverture synthétique-CoV et le MERS-CoV plus tôt, ceci a été accompli en subissant une mutation deux acides aminés successifs à la proline dans la sous-unité S2 dans la région se trouvant entre l'helice centrale et la répétition 1. (HR) de heptad.

Ceci a été aussi bien reporté dans la protéine de SARS-CoV-2 S (SARS-CoV-2 S-2P). D'autre part, cette protéine mutée de S est instable. L'étude actuelle décrit des voies d'améliorer sa stabilité.

Un autre aspect à considérer est celui les anticorps de neutralisation ont le pouvoir le plus élevé quand elles grippent aux épitopes de RBD dans le fermé ou le downstate. Ceci signifie que la protéine de prefusion doit être stabilisée dans cette conformation pour obtenir un immunogène plus intense.

Stabilisation de la protéine de S dans la conformation fermée

L'instabilité de la protéine de S ne s'améliore pas ainsi entièrement même avec l'introduction de la double proline dans la boucle de charnière. L'étude actuelle, basée sur le modèle basé sur structure, a recensé des mutations stabilisantes de roman dans les domaines S1 et S2.

Les chercheurs expliquent qu'avec l'expression améliorée de trimère par les différentes mutations de proline, la variante de K986P diminue l'interaction avec la tête S1. Ceci fait être le RBD dans le hors de la ville, comme évalué par le grippement accru avec l'ACE2 et l'anticorps CR3022. Quand la deuxième mutation stabilisante, à savoir, V987P, est en place, cet effet est en partie compensé.

Les chercheurs montrent les effets de deux groupes complémentaires de remplacements. Le premier est dans la région de la répétition 1 (HR) du heptad S2, qui est radicalement affectée par fusion. Dans le deuxième, la proline et la glycine participent à plusieurs mutations de boucle pour stabiliser le trimère, augmentant la puissance. Ces mutations S2 aident probablement avec le repliement des protéines exigé pour la modification conformationnelle cette fusion de déclencheurs. Ainsi, l'expression de la protéine du prefusion S augmente.

Ils autoguident alors dedans sur quatre mutations uniques (D614N, A892P, A942P, et V987P) cette cause la protéine de S à rester dans une conformation stable fermée, mais avec une expression 6,4 fois plus élevée, la stabilité à la chaleur et aux cycles gel-dégel, et les propriétés antigéniques assimilées à celle d'un trimère fermé.

Combinaison des mutations pour l'efficacité optima

Quand plusieurs de ces mutations ont été combinées, les chercheurs ont obtenu un trimère S-fermé très stable avec une expression plus élevée de glycoprotéine. Ils ont inclus D614N et A892P, qui ont stabilisé la protéine de S, et A942P, qui a augmenté la puissance de la protéine.

La combinaison de ces derniers avec des prolines dans la boucle de charnière a donné un mutant quadruple (D614N+A892P+A942P+V987P), et un mutant quintuple (tout ceux-ci plus K986P). Les deux ont produit une augmentation quintuple des puissances, relativement à la variante de S-2P, mais ce dernier avaient augmenté le grippement ACE2. Quand le domaine hétérologue de trimerization a été effacé, la protéine prolongée pour être stable, et en fait, la puissance de protéine a monté 6,4 fois relativement à la variante de S-2P, quoique les modèles solubles de protéine de S trouvent ce domaine de foldon pour être essentiels.

Pourquoi protéine fermée de pointe d'objectif ?

L'importance de viser la protéine de pointe avec la conformation fermée de RBD est que c'est comment le virus est au cours du processus de boîte de vitesses. Ainsi, les anticorps qui visent le virus dans cette condition sont susceptibles d'être plus protecteurs contre l'infection. Deuxièmement, dans cette condition, la surface est plus économisée, et pour cette raison des anticorps croix-réactifs peuvent être induits.

Les chercheurs résument : « Une niche a fermé le trimère de S avec des mutations non-exposées minimales et sans foldon qui montre une augmentation significative dans les niveaux d'expression peut avancer le développement (sous-unité) des immunogènes vacciniques nouveaux et davantage améliorer les vaccins génétiques, la diagnose ou l'isolement des anticorps. »

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

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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