prof_afv

Categories:

Коронавирус. Роль «PRRA» при проникновения SARS-CoV-2 в клетки-мишени.

Предупреждение: этот текст сложен для неспециалиста, но, при желании, понять можно.

В потоке научных публикаций, посвященных COVID-19 и SARS-CoV-2 довольно редко встречаются работы, проливающие свет на фундаментальные механизмы репликации (размножения) этого вируса. Правда, про то, что ACE2 является клеточным рецептором для SARS-CoV-2, сейчас знают почти все. Но как осуществляется связывание вируса с рецептором и что происходит, чтобы «швартовка» вируса на рецепторе завершилась его проникновением в клетку? Знание конкретных деталей этих процессов, теоретически, может вывести на эффективные противовирусные препараты. Но это «игра в долгую». 

В этом блоге я хочу рассказать об исследовании, которое, проливает свет на роль одной «молекулярной особенности» SARS-CoV-2 – так называемого «мульти-основного» (multibasic) сайта PRRA в гликопротеине S этого вируса «Загадочные» четыре буквы PRRA расшифровываются очень просто – это последовательность из четырёх аминокислот (пролин-аргинин-аргинин-аланин), записанная с использованием одно-буквенного обозначения (есть ещё 3-буквенное обозначение аминокислот). Чтобы понять суть работы нужно некоторое знание «матчасти». Попытаюсь коротко, по возможности, языком, понятным неспециалисту, её описать. Для этого воспользуюсь рисунком, взятым из статьи, о которой пойдет речь в этом блоге:
M. Hoffmann и соавторов (https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.04.022). 

В основном белке оболочки вируса SARS-CoV-2 (гликопротеине S) есть две области – S1 и S2 (см. рисунок). «Торчащая» наружу область S1 «отвечает» за связывание (attachment) с клеточным рецептором ACE2. «Пронизывающая» оболочку вируса область S2, в которой находится «трансмембранный домен» – ТD,  обеспечивает слияние (fusion) вирусной оболочки и клеточной мембраны, в результате чего вирус проникает внутрь клетки. Для проникновения коронавируса в клетку должно произойти минимум два скоординированных события: 

1) связывание гликопротеина S c ACE2. Со стороны вируса в этом связывании задействован «кусочек» гликопротеина S, который называется «мотив связывания с рецептором (RBM - receptor binding motif). RBM в свою очередь является частью «домена связывания с рецептором» — RBD (receptor binding domain) (см. рисунок)

2) гликопротеин S должен быть «активирован» клеточными протеазами (ферментами, переваривающими белки). Активация сводится к «разрезанию» пептидной связи между аминокислотами в определенных местах гликопротеина S – на границе S1 и S2 областей и в ещё одном месте - S2’ (см. рисунок).

Основной клеточной протеазой, осуществляющей активацию гликопротеина S коронавирусов является клеточная протеаза ТМPRSS2. Но у некоторых коронавирусов, процесс активации может быть «усилен» еще одной клеточной протеазой - фурином. Для того, чтобы в процессe активации гликопротеина S была задействована фуриновая протеаза, на границе S1 и S2 должны находиться несколько (минимум 2) остатков аргинина (R). Дело в том, что фурин «режет» белок именно в таких «множественно-основных» точках (multibasic site). У SARS-CoV2 на границе S1 и S2 такой сайт имеется – это PRRA. А у всех «ближайших родственников» SARS-CoV2 среди коронавирусов летучих мышей и панголинов такого сайта нет. Разочарую поклонников конспирологических теорий  -  наличие на границе S1 и S2 сайта для фурина это отнюдь не уникальная особенность SARS-CoV2. Такие сайты есть у более-менее «безобидных» коронавирусов человека (OC43 и HKU1) и у еще одного коронавируса, далеко не безобидного, которым люди заражаются от верблюдов - MERS-CoV. К тому же PRRA, хотя приемлемый для фурина сайт, но не оптимальный. Однако отложим в сторону вопрос о том, откуда взялся PRRA. Сейчас это данность и важно понять, как присутствие PRRA влияет на свойства SARS-CoV-2. Этому вопросу посвящены исследования, результаты которых описаны в статье.

Элегантными экспериментами авторы показали, что «разрезание» гликопротеина S фуриновой протеазой НЕОБХОДИМО для проникновения SARS-CoV2 в перевиваемые in vitro клетки лёгких. Есть, правда, нюансы, оставляющие толику сомнений:
1) эти эксперименты проводились не с «настоящим» SARS-CoV2, а с искусственными вирусами, так называемыми «псевдотипами» – вирусом везикулярного стоматита (VSV), в оболочку которого «встроен» гликопротеин S в разных вариантах c PRRA и без него;
2) проникновение вируса в клетку исследовалось с использование клеточных культур длительное время перевиваемых in vitro. Такие клетки могут существенно отличаться от клеток-мишеней в лёгких in vivo.

Окончательные выводы об обязательности «разрезания» гликопротеина S фурином для проникновения вируса в клетку «в реальных условиях» делать пока рано. Но эта работа закладывает хороший фундамент под будущие исследования в этой области. Из неё также следует теоретическая возможность использования ингибиторов фурина как препаратов против SARS-CoV2.

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic

Your reply will be screened