Новости

Jun 27, 2023

ОРВИ

Журнал вирусологии, том 19, номер статьи: 193 (2022) Цитировать эту статью 1540 Доступов 2 Подробности об альтернативных метриках Идет глобальная пандемия, вызванная тяжелым острым респираторным синдромом.

Вирусологический журнал, том 19, номер статьи: 193 (2022) Цитировать эту статью

1540 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Продолжается глобальная пандемия, вызванная тяжелым острым респираторным синдромом коронавируса 2 (SARS-CoV-2). Геном SARS-CoV-2, как и его предшественник SARS-CoV, содержит открытые рамки считывания, которые кодируют дополнительные белки, участвующие во взаимодействиях вирус-хозяин, активные во время инфекции и которые, вероятно, способствуют патогенезу. Один из этих дополнительных белков — 7b, содержащий всего 44 (SARS-CoV) и 43 (SARS-CoV-2) остатка. Он имеет один предсказанный полностью консервативный трансмембранный домен, что предполагает его функциональную роль, тогда как наибольшая вариабельность содержится в предсказанном цитоплазматическом С-конце. При SARS-CoV белок 7b экспрессируется в инфицированных клетках, и трансмембранный домен был необходим и достаточен для локализации по аппарату Гольджи. Кроме того, антитела против p7b были обнаружены в сыворотке пациентов, выздоравливающих от SARS-CoV. В настоящем исследовании мы исследовали гипотезу о том, что белок SARS-2 7b образует олигомеры с активностью ионных каналов. Мы показываем, что у обоих вирусов SARS 7b почти полностью α-спирален и имеет единственный трансмембранный домен. В ДСН 7b образует различные олигомеры — от мономеров до тетрамеров, но при воздействии восстановителей только мономеры. Сочетание гель-электрофореза с ДСН и аналитического ультрацентрифугирования (AUC) как в равновесном, так и в скоростном режимах предполагает равновесие димер-тетрамер, но равновесие мономер-димер-тетрамер в присутствии восстановителя. Эти данные позволяют предположить, что, хотя димеры с дисульфидными связями могут присутствовать, они не являются существенными для образования тетрамеров. Включение пентамеров или высших олигомеров в модель SARS-2 7b отрицательно сказалось на качестве модели. Предварительные модели этой ассоциации были созданы с помощью AlphaFold2, а две альтернативные модели были подвергнуты молекулярно-динамическому моделированию в присутствии модельной липидной мембраны. Однако ни одна из двух моделей не предоставила очевидного пути движения ионов. Чтобы подтвердить это, SARS-2 p7b был изучен с использованием планарной двухслойной электрофизиологии. Добавление p7b к модельным мембранам время от времени приводило к проницаемости мембран, но это не согласовывалось с настоящими ионными каналами, состоящими из тетрамерной сборки α-спиралей.

Коронавирусы (CoV) — это патогены позвоночных, вызывающие респираторные заболевания человека, которые обычно поражают дыхательные пути и кишечник. Известно, что они вызывают симптомы простуды у людей и различные смертельные заболевания у птиц и млекопитающих [1]. Однако в 2003 году вирус, ответственный за тяжелый острый респираторный синдром (SARS-CoV) [2], именуемый в дальнейшем SARS, вызвал близкую к пандемии пандемию с 8098 инфицированными и 774 смертельными случаями, т.е. уровень смертности составил 10% [3]. В настоящее время глобальная пандемия Коронавирусной болезни 19, то есть COVID-19 (https://www.who.int/health-topics/coronavirus), вызываемой SARS-CoV-2, далее SARS-2 [4], является на момент написания этой рукописи, заразив 410 миллионов человек и вызвав более шести миллионов смертей [5]. Важно срочно изучить все возможные фармацевтически доступные терапевтические мишени в белках SARS-2 и взаимодействиях с хозяином [6]. CoV относятся к семейству Coronaviridae, подсемейству Coronavirinae и распределены по четырем родам [7]. В геномах CoV первые две трети кодируют неструктурные гены; открытые рамки считывания ORF1a и ORF1b производят полипротеины pp1a и pp1ab, которые процессируются в 16 неструктурных белков (от nsp1 до 16). В последней трети генома находятся ORF для структурных белков: шипа (S), оболочки (E), мембраны (M) и нуклеопротеина (N), а также других так называемых «дополнительных» белков, которые различаются по количеству и последовательности. даже среди CoV, принадлежащих к одной и той же линии [8,9,10].

Специфическими для SARS-CoV являются восемь ORF, которые кодируют дополнительные белки, а именно ORF 3a, 3b, 6, 7a, 7b, 8a, 8b и 9b [11, 12]. Хотя эти белки считаются несущественными для репликации вируса in vitro [13,14,15], было обнаружено, что некоторые из них участвуют во взаимодействиях вирус-хозяин во время инфекции in vivo [13, 16]. Акцессорные белки могут придавать вирусу биологические преимущества в естественном хозяине и способствовать патогенезу [11]. Было предсказано, что при атипичной пневмонии белок 7b (в дальнейшем p7b) будет транслироваться с помощью сканирования с утечкой из второй ORF, присутствующей в sgRNA7 SARS-CoV [17], и экспрессия была подтверждена в инфицированных клетках Vero [18]. Хотя экспериментов по обнаружению экспрессии p7b в образцах тканей пациентов с SARS не проводилось, наличие антител против p7b в сыворотке выздоравливающих пациентов с SARS указывает на то, что p7b, вероятно, экспрессируется in vivo [19] и, как сообщается, присутствуют в очищенных вирионах [18]. При атипичной пневмонии p7b имеет длину 44 аминокислоты и содержит высокогидрофобный полипептид, который, как предполагается, охватывает мембрану, с просветным N-концом и цитоплазматическим С-концом [18]. Локализация p7b аналогична локализации p7a и обнаруживается по всему компартменту Гольджи как в клетках, инфицированных SARS, так и в клетках, трансфицированных кДНК 7b [18]. Он включен в вирион SARS, но не обнаруживается на клеточной поверхности трансфицированных клеток [18]. Трансмембранный домен p7b, а именно остатки 21–23 и 27–30, оказался одновременно необходимым и достаточным для его локализации на аппарате Гольджи [20]. SARS ORF7b не оказался необходимым для репликации in vitro или in vivo [15, 18, 21]. Однако прототип вируса (штамм Frankfurt-I), выделенный во время вспышки атипичной пневмонии в 2003 году [22], имел делецию 45 нуклеотидов в трансмембранном домене ORF7b и репликативное преимущество в некоторых клетках [23], что указывает на ослабляющую роль p7b. Кроме того, исследования с использованием siRNA, специфичной для SARS-CoV sgRNA7, показали подавление экспрессии 7a, 7b, 8a и 8b [24], что указывает на то, что p7a/p7b (и p8a/p8b) могут играть определенные роли во время цикла репликации SARS. Было показано, что p7b может индуцировать апоптоз в инфицированных клетках [25], но значение этого в жизненном цикле вируса неясно [26].