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Los investigadores estabilizan el trímero cerrado del pico SARS-CoV-2

Incluso durante COVID-19 continúa extenderse en todo el mundo, los investigadores se están centrando en el revelado vaccíneo y antivirus. El objetivo de mucho de este estudio es la proteína del pico (s) del coronavirus 2 (SARS-CoV-2), un componente trímero de la neumonía asiática de la partícula viral que es responsable de la agregación al receptor del ordenador principal, la enzima angiotensina-que convierte 2 (ACE2). Ahora, un nuevo estudio de los investigadores en las vacunas de Janssen y prevención BV y universidad de Leiden y publicado en el cryoEM de las aplicaciones del bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar para revelar la estructura de este trímero, para soportar el revelado vaccíneo y la prueba diagnóstica basados en la producción del anticuerpo.

La proteína del pico

La proteína de S es una glicoproteína grande integrada por dos subunidades, la fusión del atascamiento y de la membrana del receptor de la célula huesped de la mediación del virus y de la célula huesped para habilitar el asiento y la infección virales de la célula huesped. La subunidad S1 tiene dos porciones separadas, un dominio de la N-terminal (NTD) y un dominio receptor-obligatorio (RBD).

ejemplo 3D del diagrama de la estructura SARS-CoV-2. Haber de imagen: Orfeo FX/Shutterstock
ejemplo 3D del diagrama de la estructura SARS-CoV-2. Haber de imagen: Orfeo FX/Shutterstock O cerca

En el interfaz S1/S2, hay a furin-como la proteasa que se requiere para la hendidura de la proteína, que se puede también realizar por la acción de TMPRSS2, un sitio altamente conservado momentos antes del péptido de la fusión S2. La proteína de la pre-fusión S tiene su RBD alterno en hacia arriba y hacia abajo o configuraciones abiertas y cerradas.

En el anterior, el punto de enlace del receptor se expone transitorio al receptor de la célula huesped, o a cualquier anticuerpo. Debido a este cambio en conformaciones que caracterice intrínseco la proteína, la proteína de S es, como otras proteínas de la fusión de la clase I, una proteína naturalmente metaestable.

Caracterización estructural de S-cerrado. (a) Estructura Cryo-EM de la clase más abundante del S-cerrado-Fd - un trímero cerrado del trímero de la proteína de S. Los monómeros se colorean en anaranjado claro, el blanco y el gris y el pico se muestra del lado (panel superior) y de la opinión superior (de un panel más inferior). (b) Cada uno de las cuatro mutaciones monopunto introducidas en el S-cerrado-Fd mostrado detalladamente. Los dominios de la nueva estructura se colorean según la misma clave de color como se utiliza en el higo S1. El límite entre los monómeros se ha indicado además con la línea discontinua anaranjada cuando es aplicable. Dos rotamers posibles de K986 se muestran pues uno o el otro no se podría definitivo destinar basado en la densidad.
Caracterización estructural de S-cerrado. (a) Estructura Cryo-EM de la clase más abundante del S-cerrado-Fd - un trímero cerrado del trímero de la proteína de S. Los monómeros se colorean en anaranjado claro, el blanco y el gris y el pico se muestra del lado (panel superior) y de la opinión superior (de un panel más inferior). (b) Cada uno de las cuatro mutaciones monopunto introducidas en el S-cerrado-Fd mostrado detalladamente. Los dominios de la nueva estructura se colorean según la misma clave de color como se utiliza en el higo S1. El límite entre los monómeros se ha indicado además con la línea discontinua anaranjada cuando es aplicable. Dos rotamers posibles de K986 se muestran pues uno o el otro no se podría definitivo destinar basado en la densidad.

Alcance de la proteína de Prefusion S

La forma del prefusion de la proteína de S contiene los epitopos a los cuales los anticuerpos de neutralización atan, y están, por lo tanto, un objetivo primero para el revelado del inmunógeno. Para que esto ocurra, es necesario estabilizar la proteína del prefusion, como glicoproteínas de tal modo más recombinantes en las partículas virales se expresan, estimulando una inmunorespuesta.

Una manera de estabilizar esta proteína está estabilizando el rizo de la charnela que miente momentos antes de la hélice central. En los SARS-CoV y el MERS-CoV anteriores, esto fue lograda transformando dos aminoácidos sucesivos a la prolina en la subunidad S2 en la región que mentía entre la hélice central y la repetición 1. (HR) de la setena.

Esto se ha transportado en la proteína de SARS-CoV-2 S también (SARS-CoV-2 S-2P). Por otra parte, esta proteína transformada de S es inestable. El estudio actual describe maneras de aumentar su estabilidad.

Otro aspecto que se considerará es ése los anticuerpos de neutralización tiene la potencia más alta cuando atan a los epitopos de RBD en el cerrado o el downstate. Esto significa que la proteína del prefusion se debe estabilizar en esta conformación para obtener un inmunógeno más fuerte.

Estabilizar la proteína de S en la conformación cerrada

La inestabilidad de la proteína de S no perfecciona así totalmente incluso con la introducción de la prolina doble en el rizo de la charnela. El estudio actual, sobre la base del diseño estructura-basado, determinó mutaciones que se estabilizaban de la novela en los dominios S1 y S2.

Los investigadores demuestran eso junto con la expresión aumentada del trímero por las mutaciones individuales de la prolina, las disminuciones de la variante de K986P la acción recíproca con la culata de cilindro S1. Esto hace el RBD estar en el norte del estado, según lo fijado por el atascamiento creciente con el ACE2 y el anticuerpo CR3022. Cuando la segunda mutación que se estabiliza, a saber, V987P, existe, este efecto se compensa en parte.

Los investigadores muestran los efectos de dos grupos adicionales de substituciones. El primer está en la región de la repetición 1 (HR) de la setena S2, que es afectada radicalmente por la fusión. En el segundo, la prolina y la glicocola participan en varias mutaciones del rizo para estabilizar el trímero, aumentando el rendimiento. Estas mutaciones S2 ayudan probablemente con el plegamiento de proteína requerido para el cambio conformacional esa fusión de los gatillos. Así, la expresión de la proteína del prefusion S aumenta.

Entonces se dirigen hacia adentro en cuatro mutaciones monopunto (D614N, A892P, A942P, y V987P) esa causa la proteína de S a permanecer en una conformación estable cerrada, pero con una expresión 6,4 veces más alta, estabilidad al calor y a los ciclos hielo-deshielo, y propiedades antigénicas similares a la de un trímero cerrado.

Combinar las mutaciones para la eficacia óptima

Cuando varias de estas mutaciones fueron combinadas, los investigadores obtuvieron un trímero S-cerrado muy estable con una expresión más alta de la glicoproteína. Incluyeron D614N y A892P, que estabilizaron la proteína de S, y A942P, que aumentó el rendimiento de la proteína.

Combinar éstos con las prolinas en el rizo de la charnela dio un mutante cuádruple (D614N+A892P+A942P+V987P), y un mutante quíntuplo (todo el éstos más K986P). Ambos produjeron un aumento quíntuplo en rendimientos, en relación con la variante de S-2P, pero estes último habían aumentado el atascamiento ACE2. Cuando el dominio heterólogo del trimerization fue suprimido, la proteína continuada para ser estable, y de hecho, el rendimiento de la proteína fue encima de 6,4 veces en relación con la variante de S-2P, aunque los diseños solubles de la proteína de S encuentran este dominio del foldon para ser esenciales.

¿Por qué proteína cerrada del pico del objetivo?

La importancia de apuntar la proteína del pico con la conformación cerrada de RBD es que ésta es cómo el virus está durante el proceso de transmisión. Así, los anticuerpos que apuntan el virus en este estado son probables ser más protectores contra la infección. En segundo lugar, en este estado, la superficie es conservada, y por lo tanto anticuerpos cruz-más reactivos pueden ser inducidos.

Los investigadores resumen: “Un establo cerró el trímero de S con mutaciones no expuestas mínimas y sin un foldon que muestre un aumento importante en niveles de la expresión puede avance el revelado (subunidad) de inmunógenos vaccíneos nuevos y perfeccionar más lejos vacunas genéticas, diagnósticos o el aislamiento de anticuerpos.”

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

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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