Genetica di Popolazione

Paleontologia

mercoledì 4 marzo 2020

Sito di scissione e maturazione simile alla Furina nel sito 2 della Proteina S del Coronavirus 2019-nCovid



La glicoproteina a spillo del nuovo coronavirus 2019-nCoV contiene un sito di scissione simile alla furina assente in CoV dello stesso clade

The spike glycoprotein of the new coronavirus 2019-nCoV contains a furin-like cleavage site absent in CoV of the same clade.

Traduzione Nannai
Premessa traduttore:
Questo articolo originariamente pubblicato qui nella rivista Antiviral Research è di interessante importanza per il suo contenuto, da qui la traduzione in italiano. In particolare nell'articolo si mette in evidenza il sito di clivaggio o di scissione della proteina S del Coronavirus che è la proteina strutturale che conferisce al virus la tipica forma a corona e che conferisce il nome all'intera famiglia dei Coronaviridae.  La proteina S lunga 1200 amminoacidi è una proteina di fusione che contribuisce al legame del virus al recettore che si trova sulla cellula umana. Principalmente, si tratta delle cellule delle vie respiratorie. Inoltre favorisce il tropismo nei tessuti e la patogenesi del virus. Questa proteina S" viene scissa da proteine della cellula ospite che si trovano sulla superficie cellulare. Dopo la scissione, meccanismo noto come innesco, la proteina S riconosce un recettore sulla cellula che permette al virus nCovid-2019 l'ingresso virus all'interno della cellula ospite facilitandogli la conquista del suo armamentario biologico (enzimi e nutrienti) per la  moltiplicazione e diffusione.
La cosa interessante è che questa modifica nella struttura della proteina S è assente nel SARS-Cov infatti come sottolineato dagli autori si ha che la SARS penetra attraverso ACE2 comune nelle cellule epiteliali dei polmoni: 
"La proteina SARS-CoV S1 contiene un dominio di recettore conservato (RBD), che riconosce l'enzima 2 di conversione dell'angiotensina (ACE2)"
Mentre nel Covid-2019 dei 14 aminoacidi della proteina di SARS solo 8 rimangono conservati facendo del recettore ACE2 il probabile recettore d'ingresso del nuovo virus. Mentre, come si legge di seguito, al contrario di SARS-CoV, il virus Covid-2019 matura in seguito all'azione di una proteasi simil furina che scinde la proteina S virale durante l'uscita del virus. 
"Quindi, secondo gli autori, è probabile che il processo di innesco sia assicurato da diverse proteasi delle cellule ospiti a seconda della sequenza del sito di scissione S1 / S2. Di conseguenza, la proteina S MERS-CoV, che contiene un motivo R SV R ↓ S V, viene scissa durante l'uscita del virus, probabilmente per azione della furinaMille e Whittaker, 2014 ). Al contrario, la proteina S della SARS-CoV rimane in gran parte incompiuta dopo la biosintesi, probabilmente a causa della mancanza di un sito di scissione simile alla furina (SLL R-ST). In questo caso, è stato riportato che in seguito al legame del recettore la proteina S viene suddivisa in una sequenza conservata AYT ↓ M (situata a 10 aa valle di SLL R -ST) dalle proteasi delle cellule bersaglio come elastasi, cathepsin L o TMPRSS2Bosch et al., 2008 ; Matsuyama et al., 2010 , 2005 ; Millet and Whittaker, 2015".
Dunque, questo sito di scissione simile alla furina conferisce al nCovid-2019 un guadagno di funzione (gain-of-function) al virus conferendogli una efficace diffusione nella popolazione umana rispetto ad altri Coronavirus.
Così come affermato dagli autori dell'articolo:
Questo sito di scissione simile alla furina, dovrebbe essere scisso durante l'uscita del virus ( Mille and Whittaker, 2014) per il "priming" della proteina S e può fornire un guadagno di funzione (gain-of-function) al 2019-nCoV per un'efficace diffusione nella popolazione umana rispetto ad altri betacoronavirus della discendenza b. 
Il guadagno di funzione risulta essere un meccanismo con cui di solito nei laboratori di BSL-4 si inserisce volutamente una caratteristica, un sito di clivaggio o un gene, usando delle metodiche che in questo breve filmato vengono spiegate.
Ed è proprio questo gain-of-function nel sito del clivaggio della proteina S riconosciuta da una proteasi cellulare simil-furina che ha spinto il prof Dr. Francis A. Boyleeminente esperto di diritto internazionale americano; oltre professore all'Università dell'Illinois e responsabile della stesura della legge antiterrorismo sulle armi biologiche dell'89, che è stata adottata nel diritto mondiale, ed ha steso la legislazione di attuazione americana per la convenzione sulle armi biologiche. Ha servito nel Consiglio di Amministrazione di Amnesty International e ha rappresentato la Bosnia ed Erzegovina alla corte mondiale a ipotizzare ad un'arma biologica sfuggita dal laboratorio di BSL-4 di Wuhan, come si può leggere in queste due interviste tradotte:

Intervista Completa a Francis Boyle – Il Coronavirus di Wuhan è un Arma Offensiva di Guerra Biologica


Il Covid.2019 : Chimera virale usata come arma Biologica sfuggita dal BLS-4 di Wuhan. Seconda Intervista di Alex Jones al prof Francis Boyle.


La ricerca sul guadagno di funzione (GOF) implica una sperimentazione che mira ad aumentare la trasmissibilità e / o la virulenza dei patogeni.

Il sito di clivaggio sulla proteina S riconosciuta dalla furina è comune anche ad altri due patogeni l'antrace (Bacillus anthracis) e il virus dell'influenza H5N1 che ha colpito Hong Kong nel 1997. Come si può leggere in questo estratto dall'articolo FURIN AT THE CUTTING EDGE: FROM PROTEIN TRAFFIC TO EMBRYOGENESIS AND DISEASE

Riquadro 2 Furina e bioterrorismo

La trama del bioterrorismo in seguito alla tragedia del World Trade Center dell'11 settembre 2001 ha tentato di infliggere innumerevoli morti diffondendo spore di Bacillus anthracis attraverso il sistema postale. A 22 persone è stata diagnosticata l'antrace contratta dal contatto con posta contaminata - cinque sono morti entro pochi giorni dall'esposizione  , Tuttavia, le strutture di smistamento interessate hanno processato 85 milioni di pezzi di posta dopo l'invio delle lettere contaminate, rafforzando la nostra vicinanza al disastro. E l'antrace non è solo nella sua capacità di innescare il disastro. Ricorda stranamente la pandemia influenzale che potrebbe essere scoppiata a Hong Kong nel 1997, quando un virus patogeno dell'influenza aviaria patogena - in grado di saltare direttamente dagli uccelli agli umani - ha ucciso in una settimana sei delle 18 persone a cui è stato diagnosticato clinicamente l'influenza aviaria. Se non fosse stato per l'infettività attenuata di questo virus influenzale H5N1, il bilancio delle vittime dell'epidemia avrebbe potuto essere ben peggiore. Oltre a illustrare la nostra vulnerabilità ai microrganismi mortali, esiste un altro collegamento tra queste due chiamate ravvicinate, e quel collegamento è la furina,

Come si vede la furina è in grado di attivare delle proproteine di diversi agenti patogeni che come abbiamo visto nel riquadro sono l'antrace e il virus dell'influenza aviaria. Fino a poco tempo fa, si pensava che la furina fosse una proteina non affascinante; tuttavia, il ruolo cruciale della furina in così tanti diversi eventi cellulari - e in malattie che vanno dall'antrace all'influenza aviaria ( RIQUADRO 2) al cancro, alla demenza e alla febbre causata dall'Ebola - ha indotto i ricercatori a rivalutarla. Tra le varie caratteristiche della furina vi sono: proprietà strutturali ed enzimatiche, autoattivazione, localizzazione intracellulare e motilità; i suoi substrati; e i suoi ruoli in vivo , compreso il requisito della furina nel determinare la patogenicità di molti virus e batteri.

L'antrace fu additato dallo stesso Dr. Francis Boyle come un agente diffuso volutamente per creare il terrore da un laboratorio non credendo al suo uso come arma terroristica, idea che rilasciò in un intervista alla BBC e ad altre reti statunitensi che gli provocarono il divieto assoluto di venir intervistato dai media mainstream. Tutto questo lo si può leggere alla prima intervista linkata di sopra.
Ora vi lascio alla lettura dell'articolo.


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Punti salienti
La sequenza genomica di 2019-nCoV indica che il virus si raggruppa con betacoronavirus della discendenza b.
• La sequenza S-protein 2019-nCoV ha un sito di scissione specifico simile a una furina assente nel lignaggio b CoV comprese le sequenze SARS-CoV.
• Il sito di scissione simile alla furina nella proteina S del 2019-nCoV può avere implicazioni per il ciclo di vita virale e la patogenicità.
• Le campagne per lo sviluppo di terapie anti-2019-nCoV dovrebbero includere la valutazione degli inibitori della furina.
Estratto
Nel 2019, un nuovo coronavirus (2019-nCoV) che infetta gli umani è emerso a Wuhan, in Cina. Il suo genoma è stato sequenziato e le informazioni genomiche sono state prontamente rilasciate. Nonostante un'elevata somiglianza con la sequenza genomica di SARS-CoV e CoV simili a SARS, abbiamo identificato un sito di scissione simile alla furina nella proteina Spike del 2019-nCoV, privo di altri CoV simili a SARS. In questo articolo, discutiamo delle possibili conseguenze funzionali di questo sito di scissione nel ciclo virale, della patogenicità e delle sue potenziali implicazioni nello sviluppo di antivirali.
Tags
2019-picco; SARS; Proteina Spike; Proteasi di maturazione; Furin; antivirali


I Coronavirus umani (CoV) sono virus a RNA avvolti a filamento positivo appartenenti all'ordine Nidovirales e sono principalmente responsabili delle infezioni del tratto respiratorio superiore e del tratto digestivo. Tra questi, SARS-CoV e MERS-CoV, che si sono diffusi rispettivamente nel 2002 e nel 2013, sono stati associati a gravi malattie umane, come polmonite grave e bronchiolite, e persino meningite in popolazioni più vulnerabili ( de Wit et al., 2016 ). Nel dicembre 2019, un nuovo CoV (2019-nCoV) è stato rilevato nella città di Wuhan e questa infezione virale emergente è stata associata a una grave malattia respiratoria umana con un tasso di mortalità del 2-3%Li et al., 2020 ) . Il virus che si presumeva fosse inizialmente stato trasmesso da un serbatoio di animali all'uomo probabilmente attraverso un host amplificatore. Tuttavia è stata segnalata una trasmissione da uomo a uomo, che ha portato a una diffusione epidemica sostenuta con> 31.000 infezioni umane confermate, tra cui> 640 morti, segnalate dall'OMS all'inizio di febbraio 2020. Il valore del numero riproduttivo effettivo stimato (R) di ~ 2,90 (95%: 2,32-3,63) all'inizio dell'epidemia aumenta la possibilità di una pandemia ( Zhao et al., 2020 ). Ciò ha spinto l'OMS a dichiararlo come un'emergenza di sanità pubblica di interesse internazionale. Ciò è particolarmente rilevante perché finora non esistono trattamenti antivirali specifici o vaccini. Basato sulla sua sequenza genomica, 2019-nCoV appartiene al lignaggio b del BetacoronavirusFig. 1A), che include anche SARS-CoV e bat CoV ZXC21, quest'ultimo e il CoV ZC45 sono i più vicini al 2019-nCoV. 2019-nCoV condivide ~ 76% dell'identità della sequenza di aminoacidi nella sequenza di proteine ​​Spike (S) "spillo o chiodo" con SARS-CoV e l'80% con CoV ZXC21 ( Chan et al., 2020 ). In questo articolo, ci concentriamo su uno specifico modello di riconoscimento della proteasi simile alla furina presente in prossimità di uno dei siti di maturazione della proteina S (Fig.1 B) che può avere implicazioni funzionali significative per l'ingresso del virus.


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Fig. 1 .Caratterizzazione di una sequenza peculiare di nCoV nel sito di scissione S1 / S2 nella sequenza di proteine ​​S, rispetto al CoV simile alla SARS. (A) Albero filogenetico di coronavirus selezionati dai generi alphacoronavirus (α-Cov) e betacoronavirus (β-CoV), lignaggi a, b, c e d: 2019-nCoV (NC_045512.2), CoV-ZXC21 (MG772934), SARS -CoV (NC_004718.3), BM4821 simile a SARS (MG772934), HCoV-OC43 (AY391777), HKU9-1 (EF065513), HCoV-NL63 (KF530114.1), HCoV229E (KF514433.1), MERS-CoV ( NC019843.3), HKU1 (NC_006577.2). L'albero filogenetico è stato ottenuto sulla sequenza di amminoacidi Orf1ab usando il metodo Maximum Likelihood dal software Mega X. Gli asterischi rossi indicano la presenza di un motivo di scissione canonico simile alla furina nel sito 1; (B) Allineamento delle sequenze di codifica e aminoacidi della proteina S da CoV-ZXC21 e 2019-nCoV nel sito S1 / S2. La sequenza specifica per 2019-nCoV è in grassetto. La sequenza della proteina S CoV-ZXC21 in questa posizione è rappresentativa della sequenza degli altri betacoronavirus appartenenti al lignaggio b, ad eccezione di quello del 2019-nCoV. (Per l'interpretazione dei riferimenti al colore in questa legenda delle figure, il lettore si riferisce alla versione Web di questo articolo.)
Le convertasi proproteiniche (PC; geni PCSK ) costituiscono una famiglia di nove proteasi secretorie serine che regolano vari processi biologici sia in condizioni di salute che di malattia ( Seidah e Prat, 2012 ). Per proteolisi, i PC sono responsabili dell'attivazione di un'ampia varietà di proteine ​​precursori, quali fattori di crescita, ormoni, recettori e molecole di adesione, nonché glicoproteine ​​della superficie cellulare di virus infettivi ( Seidah e Chretien, 1999 ) ( Tabella 1 ). Sette PC scindono proteine ​​precursori in specifici aminoacidi basici singoli o accoppiati (aa) all'interno del motivo (R / K) - (2X) n- (R / K) ↓, dove n = 0, 1, 2 o 3 distanziatore aa ( Seidah e Chretien, 1999). A causa del loro ruolo nell'elaborazione di molte proteine ​​fondamentali della superficie cellulare, i PC, in particolare la furina, sono stati implicati nelle infezioni virali. Hanno il potenziale di scindere le glicoproteine ​​a inviluppo specificamente virale, migliorando così la fusione virale con le membrane delle cellule ospiti ( Izaguirre, 2019 ; Moulard e Decroly, 2000 ). Nel caso di coronavirus infettivi umani come HCoV-OC43 ( Le Coupanec et al., 2015 ), MERS-CoV ( Millet and Whittaker, 2014 ) e HKU1 ( Chan et al., 2008 ) è stata dimostrata la proteina spike da spaccare in un sito di scissione S1 / S2 ( Fig. 2 ) generando le subunità S1 e S2. I tre virus sopra mostrano il motivo canonico (R / K) - (2X) n- (R / K) ↓ (Tabella 1 ). Inoltre, è stato dimostrato che la variazione attorno al sito di scissione della glicoproteina dell'involucro virale svolge un ruolo nel tropismo cellulare e nella patogenesi. Ad esempio, la patogenesi di alcuni CoV è stata precedentemente correlata alla presenza di un sito di scissione simile alla furina nella sequenza di proteine ​​S. Ad esempio, l'inserimento di un sito di scissione simile nella proteina S del virus della bronchite infettiva (IBV) provoca una maggiore patogenicità, pronunciati sintomi neurali e neurotropismo nei polli infetti ( Cheng et al., 2019 ).
Tabella 1 . Sequenze comparate dei siti di scissione delle proteine ​​dell'involucro nei coronavirus (sopra) e in altri virus RNA (sotto). Scatole vuote: nessun motivo di consenso rilevato.


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Fig. 2 . Rappresentazione schematica della proteina S umana 2019-nCoV con particolare attenzione ai siti di maturazione putativa. I domini erano precedentemente caratterizzati in SARS-CoV e MERS-CoV: segnale peptide (SP), dominio N-terminale (NTD), dominio legante i recettori (RBD), peptide di fusione (FP), peptide di fusione interno (IFP), heptad ripetere 1/2 (HR1 / 2) e il dominio transmembrane (TM). I siti di scissione SP, S1 ↓ S2 e S2 ′ sono indicati da frecce. La sequenza di diversi siti di scissione CoV S1 / S2 e S2 ′ è stata allineata utilizzando il server web Multalin ( http://multalin.toulouse.inra.fr/multalin/ ) con regolazioni manuali e la figura preparata usando ESPript 3 ( http: // espript .ibcp.fr / ESPript / ESPript /) che presenta la struttura secondaria della proteina S SARS-CoV nella parte inferiore dell'allineamento (PDB 5X58 ) ( Yuan et al., 2017 ). L'inserimento del furin come il sito di scissione è circondato da una cornice nera. Gli asterischi rossi indicano la presenza di un motivo di scissione canonico simile alla furina nel sito S1 / S2. (Per l'interpretazione dei riferimenti al colore in questa legenda delle figure, il lettore si riferisce alla versione Web di questo articolo.)
Allo stesso modo, nel caso del virus dell'influenza, le forme a bassa patogenicità del virus dell'influenza contengono un singolo residuo di base nel sito di scissione, che è tagliato da proteasi simili alla tripsina e la distribuzione tissutale delle proteasi attivanti limita tipicamente le infezioni al organi respiratori e / o intestinali ( Sun et al., 2010 ). Al contrario, le forme altamente patogene di influenza hanno un sito di scissione simile alla furina diviso da diverse proteasi cellulari, compresa la furina, che sono espresse in un'ampia varietà di tipi cellulari che consentono un ampliamento del tropismo cellulare del virus ( Kido et al., 2012 ). Inoltre l'inserimento di un motivo multibasico R E R R R K KR ↓ G Lnel sito di scissione dell'emmagglutinina H5N1 era probabilmente associato all'iper virulenza del virus durante l'epidemia di Hong Kong del 1997 ( Claas et al., 1998 ). Questo motivo mostra l'Arg critico a P1 e i residui di base a P2 e P4, così come P6 e P8 e un Leu alifatico in posizioni P2 '( Tabella 1 ) (nomenclatura Schechter e Berger ( Schechter e Berger, 1968 )), tipica di una specificità di scissione simile alla furina ( Braun e Sauter, 2019 ; Izaguirre, 2019 ; Seidah and Prat, 2012 ).
La proteina S del coronavirus è la proteina strutturale responsabile della forma a corona delle particelle virali di CoV, da cui è stato coniato il nome originale "coronavirus". La proteina S lunga ~ 1200 aa appartiene alle proteine ​​di fusione virale di classe I e contribuisce al legame del recettore cellulare, al tropismo dei tessuti e alla patogenesiLu et al., 2015 ; Millet and Whittaker, 2014 ). Contiene diversi domini e motivi conservati ( Fig. 2). La proteina S trimetrica viene processata nel sito di scissione S1 / S2 dalle proteasi delle cellule ospiti, durante l'infezione. Dopo la scissione, nota anche come innesco, la proteina viene divisa in un ectodominio S1 N-terminale che riconosce un recettore della superficie cellulare cognitiva e una proteina ancorata alla membrana S2 C-terminale coinvolta nell'ingresso virale. La proteina SARS-CoV S1 contiene un dominio di recettore conservato (RBD), che riconosce l'enzima 2 di conversione dell'angiotensina (ACE2) ( Li et al., 2003 ). Il SARS-CoV si lega sia al pipistrello che alle cellule umane e il virus può infettare entrambi gli organismi ( Ge et al., 2013 ; Kuhn et al., 2004 ). La superficie RBD di S1 ​​/ ACE2 implica 14 aa nell'S1 di SARS-CoV ( Li et al., 2005). Tra questi, 8 residui sono rigorosamente conservati nel 2019-nCoV, a sostegno dell'ipotesi che ACE2 sia anche il recettore del nuovo emergente nCoVWan et al., 2020 ). La proteina S2 contiene il peptide di fusione (FP), un secondo sito proteolitico (S2 '), seguito da un peptide di fusione interno (IFP) e due domini di ripetizione dell'eptad che precedono il dominio transmembrana (TM) ( Fig. 2 ). In particolare, gli IFP del 2019-nCoV e SARS-CoV sono identici e mostrano le caratteristiche dei peptidi di fusione virale ( Fig. 2 ). Sebbene il meccanismo molecolare coinvolto nell'ingresso cellulare non sia ancora completamente compreso, è probabile che sia FP che IFP partecipino al processo di ingresso virale ( Lu et al., 2015) e quindi la proteina S deve essere probabilmente scissa in entrambi i siti di scissione S1/S2 e S2 per l'ingresso del virus. Il sito di scissione S2 ′ simile alla furina a KR ↓ S F con residui di base P1 e P2 e un Phe idrofobo P2 ′ ( Seidah e Prat, 2012 ), a valle dell'IFP è identico tra 2019-nCoV e SARS-CoV ( Fig 2 ). Nel MERS-CoV e HCoV-OC43 il sito S1 / S2 è sostituito da R XX R ↓ SA, con residui basici P1 e P4 e un'Ala (non alifatica) a P2 ′, suggerendo una scissione un po 'meno favorevole della furina. Tuttavia, nell'altro CoV umano circolante meno patogeno, il sito di scissione S2 ′ mostra solo una sequenza R ↓ S monobasica ( Fig. 2) senza residui di base in P2 e / o P4 necessari per consentire la scissione della furina, suggerendo una scissione meno efficiente o una restrizione più elevata nella fase di ingresso a seconda delle proteasi cognate espresse dalle cellule bersaglio. Anche se l'elaborazione a S2 ′ nel 2019-nCoV dovrebbe essere un evento chiave per l'attivazione finale della proteina S, le proteasi coinvolte in questo processo non sono state ancora identificate in modo definitivo. Sulla base 2019-nCoV S2 'sequenza e gli argomenti di cui sopra, si propone che uno o più enzimi furina simile  sarebbe fendere l'S2' sito a KR ↓ S F . Contrariamente a S2 ', la prima scissione tra RBD e FP (sito di scissione S1 / S2, Fig. 2 ) è stata ampiamente studiata per molti CoV ( Lu et al., 2015). È interessante notare che il sito di elaborazione S1/S2 presenta diversi motivi tra i coronavirus ( Fig. 2 , sito 1 e sito 2), con molti di essi che mostrano la scissione dopo un residuo di base. 
È quindi probabile che il processo di innesco sia assicurato da diverse proteasi delle cellule ospiti a seconda della sequenza del sito di scissione S1 / S2. Di conseguenza, la proteina S MERS-CoV, che contiene un motivo R SV R ↓ S V, viene scissa durante l'uscita del virus, probabilmente per azione della furinaMille e Whittaker, 2014 ). Al contrario, la proteina S della SARS-CoV rimane in gran parte incompiuta dopo la biosintesi, probabilmente a causa della mancanza di un sito di scissione simile alla furina (SLL R-ST). In questo caso, è stato riportato che in seguito al legame del recettore la proteina S viene suddivisa in una sequenza conservata AYT ↓ M (situata a 10 aa valle di SLL R -ST) dalle proteasi delle cellule bersaglio come elastasi, cathepsin L o TMPRSS2Bosch et al., 2008 ; Matsuyama et al., 2010 , 2005 ; Millet and Whittaker, 2015 ). 
Poiché l'evento di innesco è essenziale per l'ingresso del virus, l'efficacia e l'estensione di questa fase di attivazione da parte delle proteasi delle cellule bersaglio dovrebbero regolare il tropismo cellulare e la patogenesi virale. Nel caso della proteina S 2019-nCoV, la sequenza AYT ↓ M del sito conservato 2 può ancora essere scissa, possibilmente dopo la scissione della furina preferita nel sito 1 ( Fig. 2 ).
Poiché la furina è altamente espressa nei polmoni, un virus avvolto che infetta il tratto respiratorio può sfruttare con successo questa convertasi per attivare la sua glicoproteina superficialeBassi et al., 2017 ; Mbikay et al., 1997 ). Prima dell'emergere del 2019-nCoV, questa importante caratteristica non era stata osservata nel lignaggio b dei betacoronavirus. Tuttavia, è condiviso da altri CoV (HCoV-OC43, MERS-CoV, MHV-A59) che ospitano siti di scissione simili alla furina nella loro proteina SFig. 2 ; Tabella 1 ), che hanno dimostrato di essere processati dalla furina sperimentalmente ( Le Coupanec et al., 2015 ; Mille and Whittaker, 2014). Sorprendentemente, la sequenza S-proteina del 2019-nCoV contiene 12 nucleotidi aggiuntivi a monte del singolo sito di scissione Arg ↓ 1 ( Fig. 1 , Fig. 2 ) che porta a una sequenza P R RA R ↓ S V esposta in modo predittivo , che corrisponde in un canonico sito di scissione simile a una furina( Braun e Sauter, 2019 ; Izaguirre, 2019 ; Seidah e Prat, 2012 ). Questo sito di scissione simile alla furina, dovrebbe essere scisso durante l'uscita del virus ( Mille and Whittaker, 2014) per il "priming" della proteina S e può fornire un guadagno di funzione (gain-of-function) al 2019-nCoV per un'efficace diffusione nella popolazione umana rispetto ad altri betacoronavirus della discendenza b. Questo forse illustra un percorso evolutivo convergente tra CoV non correlati. È interessante notare che se questo sito non viene elaborato, si prevede che la proteina S venga scissa nel sito 2 durante l'endocitosi virale, come osservato per la SARS-CoV.
Ovviamente è necessario molto più lavoro per dimostrare sperimentalmente la nostra affermazione, ma l'inibizione di tali enzimi di elaborazione può rappresentare una potenziale strategia antivirale. In effetti, è stato recentemente dimostrato che, nel tentativo di limitare le infezioni virali, le cellule ospiti che sono infettate da una serie di virus provocano una risposta mediata da interferone per inibire l'attività enzimatica degli enzimi simili alla furina. È stato anche dimostrato che l'infezione da HIV induce l'espressione del recettore attivato per proteasi 1 (PAR1) ( Kim et al., 2015 ) o delle proteine ​​leganti guanilate 2 e 5 (GBP 2,5) ( Braun e Sauter, 2019 ) che limitano il traffico di furina verso il transRete Golgi (PAR1) o ai primi comparti del Golgi (GBP2,5) in cui la proproteina convertasi rimane inattivaComplessivamente, queste osservazioni suggeriscono che gli inibitori degli enzimi simili alla furina possono contribuire a inibire la propagazione del virus.
Sono stati proposti vari approcci per inibire l'attività della furina per limitare la crescita tumorale, l'infezione virale e batterica. Pertanto, una variante dell'antitripsina α-1 presente in natura inibitore della proteasi che ospita una scissione di furina consensuale, chiamata α-1 antitripsina Portland (α1-PDX), inibisce la furina e impedisce il trattamento dell'HIV-1 Env ( Anderson et al., 1993 ). L'aggiunta di una porzione di clorometilchetone (CMK) al terminale C di un motivo di scissione polibasico e un gruppo decanoile al terminale N per favorire la penetrazione cellulare (dec-RVKR-cmk) ha bloccato irreversibilmente l'attività enzimatica di furina, PC7, PC5 , PACE4 e PC7 ( Decroly et al., 1996 , Garten et al., 1994). Infine, la delucidazione della struttura cristallina della furina ha portato alla progettazione di un inibitore derivato da 2,5-dideoxystreptamine, in cui due molecole dell'inibitore formano un complesso con furina ( Dahms et al., 2017 ). Poiché gli enzimi simili alla furina sono coinvolti in una moltitudine di processi cellulari, una questione importante sarebbe quella di evitare l'inibizione sistemica che può provocare una certa tossicità. Di conseguenza, è probabile che tali inibitori di piccole molecole, o altri più potenti per via orale, eventualmente erogati per inalazione e che mostrano un lento tasso di dissociazione dalla furina per consentire un'inibizione sostenuta, meritano di essere rapidamente testati per valutare il loro effetto antivirale rispetto al 2019- nCoV.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione della Fondazione CIHR n. 148363 (NGS), una Canada Research Chairs in Precursor Proteolysis (NGS; # 950-231335 ) e dall'European Virus Archive Global (BCo; EVA GLOBAL) finanziato dall'orizzonte dell'Unione Europea Programma di ricerca e innovazione 2020 nell'ambito della convenzione di sovvenzione n . 871029 .
Appendice A . Dati supplementari
Di seguito sono riportati i dati supplementari a questo articolo:Download: Scarica il file XML (282B)
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Dati di ricerca per questo articolo
Dati non disponibili / Nessun dato utilizzato per la ricerca descritta nell'articolo
Riferimenti
ED Anderson , L. Thomas , JS Hayflick , G. ThomasInibizione della fusione della membrana dipendente dall'HIV-1 gp160 mediante una variante α1-antitripsina diretta dalla furina
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