En un estudio reciente publicado en bioRxiv* Servidor de preimpresión, los investigadores describen el aislamiento del pico (S) del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) extraído de muestras de dos personas infectadas con el virus en Perú (N25) y Brasil (N135) en enero de 2021.
Las variantes S contienen deleciones grandes y muy raras en la hoja beta pequeña sobre el dominio N-terminal (NTD) del pliegue de galectina (βN3N5). Además, el aislado ΔN135 tenía una mutación de señalización del péptido P9L en su dominio de unión al receptor (RBD) de su S que interrumpió la formación de enlaces disulfuro (DS) 15-136.15-136) y, por lo tanto, afectó la arquitectura NTD.
La subunidad S1 de la glicoproteína S del SARS-CoV-2 contiene NTD y RBD que son objetivos de los anticuerpos neutralizantes (nAb) del SARS-CoV-2 y mutantes de escape. Curiosamente, muchas variantes de SARS-CoV-2 tienen pequeñas deleciones en los epítopos prominentes expuestos a NTD.
sobre estudiar
En este estudio, los investigadores utilizaron microscopía electrónica de alta resolución de una sola partícula (Crio-EM) para examinar la función de cada uno de los aislados S y determinar cómo, a pesar de las grandes eliminaciones de NTD y la pérdida de disulfuro, se plegaron y conservaron correctamente la capacidad de fusión.
El equipo realizó un ensayo de fusión célula-célula utilizando proteína fluorescente verde (GFP) para visualizar la morfogénesis y comparar la actividad de fusión S de ΔN25, ΔN135 y SARS-CoV-2 del esguince de tipo salvaje Wuhan-Hu-1 (WA1).
Para su caracterización bioquímica y estructural, los investigadores produjeron copias solubles de la variante S en células expi293F transfectadas transitoriamente, y para la evaluación antigénica, realizaron interferometría de biotinilación (BLI). El equipo midió la afinidad de unión del fragmento de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2), cristalizable (Fc), a los picos ΔN25, ΔN135 y WA1S; De manera similar, midieron la actividad de unión a S frente a un panel de seis anticuerpos monoclonales (MAb): S2M11, S2E12, C144, 2-43, S309 y COVA2-15.
Finalmente, los investigadores realizaron cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) de un resumen experimental de proteína WA1 S y ΔN135 S purificada para identificar los residuos N-terminales de las proteínas S.
Resultados
En comparación con WA1S, la estructura cuaternaria de ΔN25S fue menos estable y mostró una mayor fracción de la variante monomérica S. S.
Debido a las deleciones, los aislados de S ΔN25 y ΔN135 no se unieron a los anticuerpos específicos de NTD; Además, las mutaciones ΔN135S afectaron la unión de la mayoría de los anticuerpos específicos de RBD. La proteína WA1 S se escindió después de la posición 13. Por el contrario, para la proteína ΔN135 S, los péptidos no se detectaron hasta el residuo N-terminal 22.
LC-MS mostró un truncamiento del extremo N en ΔN25S derivado del linaje C.37, una variante preocupante (VOC), por siete residuos adicionales en el bucle N5. Como resultado, el bucle N2 se perdió por completo, el bucle N5 se desplazó hacia los bucles N2 y N1 sincrónicamente, y el bucle N3 se desplazó a la posición previamente adquirida por N5.
Debido a estas transiciones de bucle N, las láminas β triples de horquilla β de N3 y N5 (βN3N5) se perdieron por encima del pliegue de galectina, lo que resultó en una importante remodelación del antígeno del sitio de superóxido de NTD. Por lo tanto, la variante ΔN135 ganó más apertura, 73 % 1-RBD más alta, 23 % RBD abajo en comparación con 20 % 1-RBD arriba y 80 % RBD abajo para la variante WA1.
Conclusiones
En los últimos dos años, el dominio NTD del SARS-CoV-2 S se ha convertido en un punto de acceso para las eliminaciones, de acuerdo con los árboles filogenéticos del SARS-CoV-2 S. Dentro del NTD, estas eliminaciones se incluyen en los residuos 69 a 70, 141 a 143, 156 a 159 y 242 a 245, y las deleciones en estos loci se repiten independientemente en un gran número de cepas no relacionadas.
El análisis CryoEM reveló una gran capacidad de eliminación en los bucles N2, N3 y N5, junto con la capacidad de eliminar N1 con ΔDS15-136 Mecanismo para reorganizar todos los bucles circundantes para permitir un rediseño completo de la superposición de NTD. Mecanismo de remodelación de bucles a través de ΔDS15-136 Parece haber evolucionado de forma independiente en múltiples ramas del árbol filogenético del SARS-CoV-2, lo que indica su papel fundamental en los futuros COV.
Tanto en los VOC de Delta como en los de Omicron, ya están incorporadas las eliminaciones de los bucles N2, N3 y N5; Del mismo modo, ΔDS15-136 Se observa en otras variantes del SARS-CoV-2, aunque a frecuencias más bajas. Por ejemplo, se han informado subcepas de Omicron BA.1 y BA.1.1.15-136 En algunos estados de EE.UU. En general, ΔDS15-136 está muy extendido en el árbol filogenético S e incluso geográficamente.
En conclusión, comprender las limitaciones de las eliminaciones de NTD y el equilibrio entre la función de NTD y la integridad estructural será fundamental a medida que aumente la inmunidad colectiva contra el SARS-CoV-2. Como la evasión inmune se desarrollará como una característica de aptitud para el SARS-CoV-2, aumentará aún más la necesidad de monitorear todos los mutantes de escape inmune.
*Nota IMPORTANTE
bioRxiv publica informes científicos preliminares que no están sujetos a revisión por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica/comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.
