Ποιος είναι ο ρόλος της κυκλοφιλίνης Α στη μείωση της μόλυνσης από τον SARS-CoV-2;

Ένα ξέσπασμα λοίμωξης από το σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο κοροναϊού 2 (SARS-CoV-2) στη Γουχάν της Κίνας τον Δεκέμβριο του 2019 οδήγησε στη νέα νόσο του κοροναϊού (CoV) 2019 (COVID-19), προκαλώντας παγκόσμια κρίση δημόσιας υγείας.

Μελέτη: Μείωση του SARS-CoV-2 από την κυκλοφιλίνη Α. Πίστωση εικόνας: SWKStock/Shutterstock

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) κήρυξε την πανδημία COVID-19 στις 11 Μαρτίου 2020 λόγω της ανησυχητικής αύξησης των κρουσμάτων παγκοσμίως. Συγκεκριμένες στρατηγικές και θεραπείες κατά του Covid είναι απαραίτητες για τη θεραπεία και την πρόληψη του COVID-19.

Ιστορικό

Επί του παρόντος, επτά διαφορετικοί Covid είναι γνωστό ότι προκαλούν αναπνευστικές ασθένειες στους ανθρώπους. Το Paxlovid (Pfizer) εγκρίθηκε για άδεια χρήσης έκτακτης ανάγκης από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) ως απάντηση στον SARS-CoV-2. Το Paxlovid περιέχει το αντιικό Nirmatrelvir/Ritonavir που αναστέλλει τη δραστηριότητα της πρωτεάσης 3CL SARS-CoV-2 (3CLpro) και της κύριας πρωτεάσης (Mpro). Ωστόσο, μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές παρενέργειες και μερικές φορές είναι θανατηφόρο. Επιπλέον, η εμφάνιση ανησυχητικών παραλλαγών του SARS-CoV-2 (VOC) έχει οδηγήσει σε επείγουσα ανάγκη για την ανάπτυξη αντιιικών παραγόντων, νέων φαρμάκων και νέων εμβολίων για την πρόληψη της μόλυνσης.

Οι πρωτεΐνες κυκλοφιλίνης (Cyp) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής ιών διαφόρων οικογενειών, όπως ο ιός της ηπατίτιδας C, ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας, ο ιός του δάγγειου πυρετού, ο ιός των ανθρώπινων θηλωμάτων, ο κυτταρομεγαλοϊός, ο ιός της γρίπης Α, ο ιός της φυσαλιδώδους στοματίτιδας, ο ιός της ιαπωνικής εγκεφαλίτιδας και διάφορα άλλα. CoVs. Ο κύκλος ζωής του NL-63 (HCoV-NL63), του ανθρώπινου CoV 229 E (HCoV-229 E) και του SARS-CoV, που προκαλεί ήπιες λοιμώξεις του αναπνευστικού στους ανθρώπους, καθώς και του ιού της λοιμώδους περιτονίτιδας των αιλουροειδών (FPIV), που προκαλεί θανατηφόρα ασθένεια Συμβαίνει στους ανθρώπους. Έχει αναφερθεί ότι οι γάτες εξαρτώνται από το CypA, το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο στην αναπαραγωγή του CoV. Η κυκλοσπορίνη Α (CsA), η οποία είναι αναστολέας CypA, μπορεί να προσφέρει καταστολή ενός ευρέος φάσματος CoV.

Η ανθρώπινη κυκλοφιλίνη Α (hCypA) των 18 kDa ανήκει στην οικογένεια των ανοσοφιλινών και υπάρχει και διατηρείται τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες. Η πρωτεΐνη hCypA έχει δράση πεπτιδυλ-προλυλ cis-trans ισομεράσης (ΡΡΙάση) και μπορεί να καταλύσει τον ισομερισμό cis-trans των πεπτιδικών δεσμών σε υπολείμματα προλίνης και επίσης να ρυθμίσει τη διακίνηση και την αναδίπλωση πρωτεϊνών. Το CsA μπορεί να είναι χρήσιμο στην αναστολή της δέσμευσης του hCypA στον τομέα δέσμευσης του υποδοχέα SARS-CoV-2 (RBD). Μπορεί να αναστείλει τη δραστηριότητα της PPIase δεσμεύοντας το CypA τόσο εξωκυτταρικά όσο και ενδοκυτταρικά. Έχει αποδειχθεί ότι αναστέλλει την πρωτεΐνη φωσφατάση καλσινευρίνη (Cn) και αποτρέπει τη μετατόπιση ενός πυρηνικού παράγοντα σε ενεργοποιημένα Τ κύτταρα (NF-AT), το οποίο με τη σειρά του αναστέλλει τη μεταγραφή των γονιδίων που κωδικοποιούν τις προφλεγμονώδεις κυτοκίνες. Ωστόσο, μελέτες σχετικά με την εξωκυτταρική δραστηριότητα του CypA δεν είναι καλά γνωστές.

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι το MERS-CoV και το SARS-CoV περιέχουν σημαντικές ποσότητες CypA για να διατηρήσουν τον κύκλο ζωής τους και να επιταχύνουν τυχόν ελαττώματα στην παραγωγή κυττάρων στα κύτταρα-στόχους. Το CypA έχει επίσης παρατηρηθεί ότι αλληλεπιδρά ενδοκυτταρικά με τη μη δομική πρωτεΐνη 1 (Nsp1) του SARS-CoV. Επομένως, η CsA μπορεί να αποτρέψει Μέσα στο σφαγείο Πολλαπλασιασμός διαφόρων CoVs, συμπεριλαμβανομένων των HCoV-NL63, HCoV-229 E, SARS-CoV, ιού λοιμώδους βρογχίτιδας των πτηνών (IBV), ιού ηπατίτιδας ποντικού (MHV) και FPIV, που είναι γενετικά κοντά στον SARS-CoV-2.

Η ομοτριμερής γλυκοπρωτεΐνη ακίδας (S) του SARS-CoV-2 μεσολαβεί στην είσοδο μέσω του υποδοχέα του μετατρεπτικού ενζύμου αγγειοτενσίνης 2 (ACE2) του ξενιστή. Η αναγνώριση του υποδοχέα ACE2 του SARS-CoV-2 είναι παρόμοια με του SARS-CoV 2003. Η έκφραση του ανθρώπινου υποδοχέα ACE2 μπορεί να παρατηρηθεί ως πρωτεΐνη δεσμευμένη στη μεμβράνη σε διάφορα όργανα. Το S1 RBD περιέχει έναν πυρήνα και ένα μοτίβο δέσμευσης υποδοχέα (RBM) που αναγνωρίζει ειδικά το ACE2. Επιπλέον, η RBD είναι σημαντική για τον προσδιορισμό της μεταδοτικότητας από άνθρωπο σε άνθρωπο και μεταξύ των ειδών. Επιπλέον, έχει πραγματοποιηθεί ταυτοποίηση και ανάλυση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των πρωτεϊνών hCypA και S του SARS-CoV-2 για την κατανόηση της λειτουργίας του hCypA στον κύκλο ζωής του SARS-CoV-2.

Η εμφάνιση των παραλλαγών του SARS-CoV-2 έχει εγείρει ανησυχίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα των εμβολίων. Οι ερευνητές έχουν δείξει ότι αυτές οι παραλλαγές περιλαμβάνουν μεταλλάξεις που μπορούν να οδηγήσουν σε υψηλή μεταδοτικότητα, να επηρεάσουν τη σοβαρότητα του COVID-19 και να αποτρέψουν την επαγόμενη από τα εμβόλια και φυσική ανοσία. Αυτές οι μεταλλάξεις μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη σύνδεση της πρωτεΐνης S στον υποδοχέα ACE2.

Μια νέα μελέτη στο Βιομηχανική και μεταφραστική ιατρική Ο στόχος αυτού του περιοδικού ήταν να αναλύσει τις μοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ της πρωτεΐνης hCypA και των παραλλαγών SARS-CoV-2 για να προσδιορίσει την επίδραση των παραλλαγών στο δυναμικό αποκλεισμού και τη δέσμευση του συμπλέγματος πρωτεΐνης hCypA-S στον υποδοχέα ACE2.

Σχετικά με τη μελέτη

Αυτή η μελέτη αφορούσε την αγορά διαφορετικών τύπων SARS-CoV-2, συμπεριλαμβανομένων των άλφα, βήτα, δέλτα, γάμμα, Omicron, κάπα, έψιλον, δελτακρόν και λάμδα, μαζί με εξουδετερωτικά αντισώματα κατά του SARS-CoV-2, της ανθρώπινης κυκλοφιλίνης Α. . Ανασυνδυασμένο ACE2, αντίσωμα IgG κατά κουνελιού και αντίσωμα IgG κατά του ανθρώπου. Μετά από αυτό, πραγματοποιήθηκε στύπωμα western χρησιμοποιώντας ACE2, hCypA και καθαρισμένη RBD. Ο συντονισμός του επιφανειακού πλάσματος χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της συγγένειας δέσμευσης του hCypA σε πρωτεΐνες και τύπους RBD.

Πραγματοποιήθηκε δομική ανάλυση των συμπλεγμάτων SARS-CoV-2-hCypA που συνδέονται με το ACE2 για να αναλυθεί η επίδραση του hCypA στις αλληλεπιδράσεις της πρωτεΐνης ACE2 S. Τέλος, αναπτύχθηκε μια δοκιμασία μοριακής αλληλεπίδρασης πλευρικής ροής (MILF) για να ληφθούν ανοσοχρωματογραφικά σήματα ανάγνωσης.

Ευρήματα μελέτης

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πρωτεΐνη SARS-CoV-2 S είναι πολύ παρόμοια με την πρωτεΐνη SARS-CoV-S όσον αφορά τη δομή και την αλληλουχία. Επίσης, παρόμοια συγγένεια δέσμευσης μεταξύ ACE2 και SARS-CoV RBDs παρατηρήθηκε. Παρατηρήθηκε ότι η πρωτεΐνη hCypA καταπίνει το RBM του SARS-CoV-2 και εμποδίζει την πρόσβαση σε βασικά υπολείμματα που εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση με το ACE2. Επιπλέον, η ενεργή θέση του hCypA περιέχει επτά υπολείμματα που αλληλεπιδρούν με την CsA και εμπλέκονται στη δραστηριότητα της PPIase. Η διεπαφή συμπλόκου hCypA-RBD αναφέρεται ότι σταθεροποιείται από πολλές αλληλεπιδράσεις και πέντε διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου.

Η δέσμευση του RBD στον υποδοχέα hCypA και ACE2 επιβεβαιώθηκε μέσω αποτελεσμάτων στύπωσης Far-Western. Όταν το hCypA αλληλεπίδρασε με το SARS-CoV-2 RBD, παρατηρήθηκαν υψηλές τιμές ενέργειας δέσμευσης και συγγένειας δέσμευσης. Παρατηρήθηκε ότι η δέσμευση του ACE2 με το RBD μειώνεται παρουσία hCypA. Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι οι αλληλεπιδράσεις RBD μειώνονται παρουσία του συμπλόκου hCypA-CsA. Η συγγένεια δέσμευσης του συμπλόκου hCypA-CsA ήταν υψηλότερη σε σύγκριση με τη συγγένεια δέσμευσης του συμπλόκου hCypA-RBD. Επομένως, η δέσμευση του hCypA-CsA ευνοεί τη σύνδεση του ACE2 στο RBD.

Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές διαμόρφωσης για τις παραλλαγές του SARS-CoV-2 σε σύγκριση με το σύμπλεγμα άγριου τύπου RBD-hCypA, εκτός από το δέλτα. Το hCypA έχει αναφερθεί ότι δεσμεύεται στο RBD όλων των τύπων εκτός από το δέλτα. Τα θετικά υπολείμματα στο δέλτα RBD προκαλούν στερική παρεμπόδιση κατά τη δέσμευση του hCypA. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης ταινίας MILF επιβεβαίωσαν επίσης ότι η δέσμευση του hCypA αποτρέπει την αλληλεπίδραση του RBD με το ACE2. Παρόμοια αποτελέσματα ελήφθησαν για όλα τα στελέχη SARS-CoV-2 εκτός από το Delta.

Ως εκ τούτου, η παρούσα μελέτη έδειξε ότι ο hCypA παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του SARS-CoV-2 εντός του ξενιστή. Μπορεί να συνδεθεί με το RBD και να αποτρέψει την αλληλεπίδρασή του με τον ξενιστή ACE2, υποδηλώνοντας ότι το hCypA μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πιθανός στόχος για αντιική θεραπεία.

Leave a Comment