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Las mutaciones proteicas elevadas en las subvariantes de Omicron aumentan su susceptibilidad a la escisión reductora de los enlaces disulfuro.

En un estudio reciente publicado en bioRxiv* Servidor de preimpresión Los investigadores han descubierto que la proteína espiga del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) es susceptible de dividirse en enlaces disulfuro. También encontraron que la susceptibilidad a la meiosis difería entre las variantes, siendo la familia de variantes Omicron altamente susceptible a la reducción.

estancia: La proteína de pico de Omicron es propensa a la dimerización. Crédito de la imagen: Ajuste Ztudio/Shutterstock

antecedentes

La familia de variantes SARS-CoV-2 Omicron se ha convertido en la variante dominante actualmente en circulación a nivel mundial, aunque a menudo solo causa síntomas leves y tiene tasas de mortalidad más bajas que las variantes anteriores. Las variantes del subtipo Omicron portan varias mutaciones que permiten la evasión inmune y aumentan su transmisibilidad. Las investigaciones recientes se han centrado en examinar las mutaciones en la región de la proteína espiga, en particular el motivo de unión al receptor (RBM) en el dominio de unión al receptor (RBD), que alteran su capacidad para unirse al receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2), potencialmente conduciendo a una alteración del receptor. Transmisibilidad. Las mutaciones en la región de la proteína espiga también reducen la eficacia de los anticuerpos monoclonales terapéuticos e inducidos por la vacuna.

Los estudios han determinado que el dominio externo de la proteína SARS-CoV-2 contiene 30 residuos de cisteína, que forman enlaces disulfuro. Estos residuos de cisteína se pueden conservar entre variantes ya que hasta la fecha no se han encontrado mutaciones en esta región. Estudios previos con el VIH han demostrado que las interacciones virus-huésped pueden verse alteradas por cambios en los enlaces disulfuro. Determinar la vulnerabilidad de la proteína SARS-CoV-2 que varía de las variantes de meiosis emergentes de los enlaces disulfuro podría ofrecer posibles vías terapéuticas para el tratamiento de la infección por SARS-CoV-2.

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sobre estudiar

En este estudio, los investigadores utilizaron un ensayo de nanoluciferasa (tNLuc) de tres partes para medir el cambio en la unión de la proteína espiga-ACE2 después de la meiosis de los enlaces disulfuro de la proteína espiga. En comparación con los métodos convencionales utilizados para medir la afinidad de unión, como la resonancia de plasmones superficiales, el ensayo tNLuc es rentable y no requiere equipos complejos.

El ensayo tNLuc contiene tres componentes: la etiqueta β10, que está asociada con la proteína RBD o la proteína de ectodominio de espiga, la etiqueta β9, que está asociada con la proteína ACE2, y Δ11S, que complementa una luciferasa funcional cuando se agrega a β9-β10 que son muy cerca uno del otro durante la unión de la espiga-ACE2. La señal de luminiscencia indica la unión funcional de la espiga-ACE2, que sería menor o estaría ausente si se redujera el enlace disulfuro.

Los dos agentes reductores probados son ditiotreitol (DTT) y tris-(2-carboxietil)fosfina (TCEP). La capacidad de los agentes reductores para escindir los enlaces disulfuro en las proteínas de espiga de varias variantes del SARS-CoV-2 se probó incubando las 10 proteínas de espiga etiquetadas con tipo salvaje (WT), alfa, beta, delta y gamma. cepas, así como de las subvariantes BA.1, BA.2 y BA.4/BA.5 de Omicron, con concentraciones variables de agentes reductores. A esto le siguió la incubación con β9 y Δ11S marcados con ACE2 para medir la luminiscencia.

Las mutaciones en el RBM de las variantes de Omicron se analizaron para identificar aquellas que hacen que las variantes sub-Omicron sean más susceptibles a la reducción de disulfuro que las cepas anteriores. Se utilizó un enfoque de pérdida y ganancia de función para determinar las funciones de las mutaciones identificadas. Además, se identificaron enlaces disulfuro específicos en Omicron RBD que se someten a meiosis mediante espectrometría de masas marcada químicamente.

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resultados

Los resultados revelaron que las subvariantes BA.1, BA.2 y BA.4/BA.5 de Omicron eran más susceptibles a la escisión reductora de los enlaces disulfuro que otras variantes del SARS-CoV-2. Además, las mutaciones en la proteína RBM del pico Omicron facilitaron la escisión de los enlaces disulfuro en los residuos de cisteína entre las posiciones 480 y 488 y 379 y 425.

Se demostró que los niveles submolares tanto de DTT como de TCEP inhiben las cepas WT, Alfa y Gamma del SARS-CoV-2, con una concentración inhibitoria (IC) de la mitad de la máxima.50) los valores para las cepas Alfa y Gamma son 0,5 y 0,56 unidades logarítmicas inferiores a la cepa WT, respectivamente. La subvariante BA.1 de Omicron mostró el nivel más bajo de IC50 Valores en comparación con la cepa WT, con IC50 para TCEP y DTT son 0,8 y 0,68 unidades logarítmicas inferiores a las de la cepa WT, respectivamente. Las subvariantes BA.2 y BA.4/BA.5 también mostraron una disminución significativa en IC50 Valores TCEP y TDT.

Con base en la evaluación de las mutaciones de Omicron y su papel en el aumento de la susceptibilidad de las proteínas de la espiga de Omicron a la meiosis, los autores creen que las mutaciones T478K y E484A en la proteína RBD de la espiga de Omicron podrían formar enlaces disulfuro en C480 a una proteína más propensa a la escisión. Residuo C488.

conclusiones

En general, los resultados indicaron que mutaciones como T478K, S477N y E484A, que están presentes en la mayoría de las variantes del subtipo Omicron, pueden aumentar su susceptibilidad a la escisión reductora por parte de agentes redox como TCEP y DTT. Mientras que, en general, las mutaciones han aumentado las capacidades inmunoevasivas y la transmisibilidad de las subvariantes de Omicron, esta vulnerabilidad mejorada por mutación a la escisión de disulfuro presenta regiones objetivo potenciales para el tratamiento de la infección por SARS-CoV-2 Omicron.

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*Nota IMPORTANTE

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, dirigir la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud, ni tratarse como información sólida.

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