Notizia

Jun 27, 2023

SARS

Virology Journal volume 19, Articolo numero: 193 (2022) Cita questo articolo 1540 Accessi 2 Dettagli metriche Altmetriche È in corso una pandemia globale causata dalla sindrome respiratoria acuta grave

Virology Journal volume 19, numero articolo: 193 (2022) Citare questo articolo

1540 accessi

2 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

È in corso una pandemia globale causata dalla sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Il genoma della SARS-CoV-2, come il suo predecessore SARS-CoV, contiene frame di lettura aperti che codificano proteine ​​accessorie coinvolte nelle interazioni virus-ospite attive durante l’infezione e che probabilmente contribuiscono alla patogenesi. Una di queste proteine ​​accessorie è 7b, con solo 44 (SARS-CoV) e 43 (SARS-CoV-2) residui. Ha un dominio transmembrana previsto completamente conservato, il che suggerisce un ruolo funzionale, mentre la maggior parte della variabilità è contenuta nel previsto C-terminale citoplasmatico. Nella SARS-CoV, la proteina 7b è espressa nelle cellule infette e il dominio transmembrana era necessario e sufficiente per la localizzazione del Golgi. Inoltre, sono stati trovati anticorpi anti-p7b nel siero di pazienti convalescenti da SARS-CoV. Nel presente studio, abbiamo studiato l'ipotesi che la proteina SARS-2 7b formi oligomeri con attività del canale ionico. Mostriamo che in entrambi i virus della SARS 7b è quasi completamente α-elicoidale e ha un singolo dominio transmembrana. In SDS, 7b forma vari oligomeri, dai monomeri ai tetrameri, ma solo monomeri quando esposto a riducenti. La combinazione dell'elettroforesi su gel SDS e dell'ultracentrifugazione analitica (AUC) in entrambe le modalità di equilibrio e velocità suggerisce un equilibrio dimero-tetramero, ma un equilibrio monomero-dimero-tetramero in presenza di riducente. Questi dati suggeriscono che sebbene possano essere presenti dimeri legati al disolfuro, essi non sono essenziali per formare tetrameri. L'inclusione di pentameri o oligomeri superiori nel modello SARS-2 7b era dannosa per la qualità dell'adattamento. Modelli preliminari di questa associazione sono stati generati con AlphaFold2 e due modelli alternativi sono stati esposti a una simulazione di dinamica molecolare in presenza di una membrana lipidica modello. Tuttavia, nessuno dei due modelli ha fornito alcun percorso evidente per gli ioni. Per confermare ciò, SARS-2 p7b è stato studiato utilizzando l’elettrofisiologia del doppio strato planare. L'aggiunta di p7b alle membrane modello ha prodotto occasionalmente una permeabilizzazione della membrana, ma ciò non era coerente con i canali ionici in buona fede costituiti da un assemblaggio tetramerico di α-eliche.

I coronavirus (CoV) sono patogeni vertebrati che causano malattie respiratorie umane che tipicamente colpiscono il tratto respiratorio e l’intestino. È noto che causano i comuni sintomi del raffreddore negli esseri umani e una varietà di malattie letali negli uccelli e nei mammiferi [1]. Tuttavia, nel 2003, il virus responsabile della sindrome respiratoria acuta grave (SARS-CoV) [2], di seguito denominata SARS, ha prodotto una quasi pandemia con 8.098 infetti e 774 decessi, ovvero un tasso di mortalità del 10% [3]. Attualmente, è in corso una pandemia globale della malattia da Coronavirus 19, ovvero COVID-19, (https://www.who.int/health-topics/coronavirus) causata da SARS-CoV-2, di seguito SARS-2 [4] in corso al momento della stesura di questo manoscritto, infettando 410 milioni di persone e causando più di sei milioni di morti [5]. È importante esplorare urgentemente tutti i possibili bersagli terapeutici accessibili dal punto di vista farmaceutico nelle proteine ​​SARS-2 e nelle interazioni con l’ospite [6]. I CoV appartengono alla famiglia Coronaviridae, sottofamiglia Coronavirinae, e sono distribuiti in quattro generi [7]. Nei genomi CoV, i primi due terzi codificano geni non strutturali; i frame di lettura aperti ORF1a e ORF1b producono le poliproteine ​​pp1a e pp1ab, che vengono elaborate in 16 proteine ​​non strutturali (da nsp1 a 16). L'ultimo terzo del genoma ospita gli ORF per le proteine ​​strutturali: punta (S), involucro (E), membrana (M) e nucleoproteina (N), e anche altre proteine ​​cosiddette "accessorie", che variano in numero e sequenza anche tra CoV appartenenti allo stesso lignaggio [8,9,10].

Specifici per SARS-CoV sono otto ORF che codificano per proteine ​​accessorie, vale a dire ORF 3a, 3b, 6, 7a, 7b, 8a, 8b e 9b [11, 12]. Sebbene queste proteine ​​siano state considerate non essenziali per la replicazione virale in vitro [13,14,15], molte di queste sono risultate coinvolte nelle interazioni virus-ospite durante l'infezione in vivo [13, 16]. Le proteine ​​accessorie possono conferire vantaggi biologici al virus nell’ospite naturale e contribuire alla patogenesi [11]. Nella SARS, si prevedeva che la proteina 7b (p7b da allora in poi) venisse tradotta mediante scansione che perde da un secondo ORF presente nello sgRNA7 di SARS-CoV [17] e l’espressione è stata confermata nelle cellule Vero infette [18]. Sebbene non siano stati eseguiti esperimenti per rilevare l’espressione di p7b in campioni di tessuto di pazienti con SARS, la presenza di anticorpi anti-p7b nei sieri di pazienti convalescenti con SARS indica che p7b è probabilmente espresso in vivo [19] ed è stato segnalato che è presente nei virioni purificati [18]. Nella SARS, p7b è lungo 44 aminoacidi e ha un polipeptide altamente idrofobico che si prevede si estenda sulla membrana, con un N-terminale luminale e un C-terminale citoplasmatico [18]. La localizzazione di p7b è simile a quella di p7a e si trova in tutto il compartimento del Golgi sia nelle cellule infettate dalla SARS che nelle cellule trasfettate con cDNA 7b [18]. È incorporato nel virione della SARS, ma non viene rilevato sulla superficie cellulare delle cellule trasfettate [18]. Il dominio transmembrana di p7b, in particolare i residui 21–23 e 27–30, è risultato necessario e sufficiente per la sua localizzazione nel Golgi [20]. La SARS ORF7b non è risultata essenziale per la replicazione in vitro o in vivo [15, 18, 21]. Tuttavia, un virus prototipo (ceppo Francoforte-I) isolato durante l’epidemia di SARS del 2003 [22] presentava una delezione di 45 nt nel dominio transmembrana di ORF7b e un vantaggio replicativo in alcune cellule [23], suggerendo un ruolo attenuante per p7b. Inoltre, studi che utilizzano siRNA specifici per lo sgRNA7 della SARS-CoV hanno mostrato il silenziamento dell’espressione di 7a, 7b, 8a e 8b [24], indicando che p7a/p7b (e p8a/p8b) possono svolgere determinati ruoli durante il ciclo di replicazione della SARS. È stato dimostrato che p7b può indurre l'apoptosi nelle cellule infette [25], ma il significato di ciò nel ciclo di vita virale non è chiaro [26].