La proteína de pico en la superficie del coronavirus SARS-CoV-2 puede adoptar al menos diez estados estructurales distintos cuando está en contacto con el receptor del virus humano ACE2, según una investigación del Instituto Francis Crick publicada en Naturaleza hoy jueves.
Esta nueva información sobre el mecanismo de la infección equipará a los grupos de investigación con la comprensión necesaria para informar los estudios sobre vacunas y tratamientos.
La superficie del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, está cubierta de proteínas llamadas picos, que permiten que el virus infecte células humanas. La infección comienza cuando una proteína pico se une a los receptores de la superficie celular ACE2 y,en etapas posteriores, cataliza la liberación del genoma del virus en la célula.
Sin embargo, se desconoce la naturaleza exacta de la unión de ACE2 al pico de SARS-CoV-2.
En el primer estudio para examinar el mecanismo de unión entre ACE2 y la proteína de pico en su totalidad, los investigadores del Laboratorio de Biología Estructural de Procesos de Enfermedades de Crick, han caracterizado diez estructuras distintas que están asociadas con diferentes etapas de unión e infección del receptor.
El equipo incubó una mezcla de proteína de pico y ACE2 antes de atrapar diferentes formas de la proteína mediante congelación rápida en etano líquido. Examinaron estas muestras mediante microscopía crioelectrónica y obtuvieron decenas de miles de imágenes de alta resolución de las diferentes etapas de unión..
Observaron que la proteína de pico existe como una mezcla de estructuras cerradas y abiertas. Después de la unión de ACE2 en un solo sitio abierto, la proteína de pico se vuelve más abierta, lo que lleva a una serie de cambios conformacionales favorables, preparándola para una unión adicional.Una vez que el pico se une a ACE2 en los tres sitios de unión, su núcleo central queda expuesto, lo que puede ayudar al virus a fusionarse con la membrana celular, permitiendo la infección.
"Al examinar el evento vinculante en su totalidad, hemos podido caracterizar las estructuras de picos que son exclusivas del SARS-CoV-2", dice Donald Benton, coautor principal e investigador postdoctoral en Biología Estructural de la Enfermedad.Laboratorio de Procesos del Crick.
"Podemos ver que a medida que el pico se abre más, la estabilidad de la proteína se reducirá, lo que puede aumentar la capacidad de la proteína para llevar a cabo la fusión de membranas, permitiendo la infección".
Los investigadores esperan que cuanto más podamos descubrir sobre cómo el SARS-CoV-2 se diferencia de otros coronavirus, más específicos podremos estar con el desarrollo de nuevos tratamientos y vacunas.
Antoni Wrobel, coautor principal y becario de formación postdoctoral en el Laboratorio de Biología Estructural de Procesos de Enfermedades en Crick, dice: "A medida que desentrañamos el mecanismo de las primeras etapas de la infección, podríamos exponer nuevos objetivos para los tratamientos o comprenderes más probable que funcionen los tratamientos antivirales actualmente disponibles ".
Steve Gamblin, líder de grupo del Laboratorio de Biología Estructural de Procesos de Enfermedades en Crick dice: "Todavía hay mucho que no sabemos sobre el SARS-CoV-2, pero su biología básica contiene las pistas para manejar esta pandemia.
"Al comprender qué hace que este virus sea distintivo, los investigadores podrían exponer las debilidades para explotarlas".
El equipo continúa examinando las estructuras de los picos de SARS-CoV-2 y coronavirus relacionados en otras especies para comprender mejor los mecanismos de la infección viral y la evolución.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Francis Crick . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :