Los investigadores descubren posibles nuevos objetivos terapéuticos en la proteína Spike del SARS-CoV-2
Micrografía electrónica de barrido coloreada de una célula apoptótica (verde) muy infectada con partículas del virus SARS-COV-2 (amarillo), aislada de una muestra de un paciente. Imagen capturada en el Centro de Investigación Integrada (IRF) del NIAID en Fort Detrick, Maryland. Crédito: NIH/NIAID
La pandemia de COVID-19 ha impulsado una investigación considerable sobre cómo la proteína Spike del SARS-CoV-2 se adhiere a una célula humana durante el proceso de infección, ya que este conocimiento es útil para diseñar vacunas y tratamientos. Ahora, un equipo de científicos ha descubierto ubicaciones adicionales en la proteína Spike que no solo pueden ayudar a explicar cómo ciertas mutaciones hacen que las variantes emergentes sean más infecciosas, sino que también podrían usarse como objetivos adicionales para la intervención terapéutica.
«Se están realizando importantes investigaciones para examinar cómo el dominio de unión al receptor (RBD) en la punta de la proteína Spike del SARS-CoV-2 en forma de maza se une a un receptor ACE2 en una célula humana, pero se sabe poco sobre el otro cambios que ocurren en la proteína Spike como resultado de este accesorio», dijo Ganesh Anand, profesor asociado de química en Penn State. «Hemos descubierto ‘puntos críticos’ más abajo en la proteína Spike que son críticos para la infección por SARS-CoV-2 y pueden ser nuevos objetivos más allá del RBD para la intervención terapéutica».
Anand y sus colegas utilizaron un proceso , llamada espectrometría de masas de intercambio de amida hidrógeno-deuterio (HDXMS), para visualizar lo que sucede cuando la proteína Spike del SARS-CoV-2 se une a un receptor ACE2. HDXMS utiliza agua pesada u óxido de deuterio (D2O), un isótopo de agua no radiactivo de origen natural formado a partir de hidrógeno pesado o deuterio, como sonda para mapear proteínas. En este caso, el equipo colocó la proteína Spike del SARS-CoV-2 y los receptores ACE2 en agua pesada y obtuvo huellas de ACE2 en la proteína Spike.
«Si pones la proteína Spike y el receptor ACE2 en una solución que está hecho con D2O, las superficies y las regiones más flexibles de ambas proteínas intercambiarán más fácilmente hidrógenos por deuterio, en comparación con sus interiores», dijo Anand. «Y las huellas de cada proteína en el compañero de unión se pueden identificar fácilmente en áreas donde se ve poco deuterio y solo se detecta hidrógeno normal».
Usando esta técnica, el equipo determinó que la unión de la proteína Spike y ACE2 El receptor es necesario para las proteasas tipo furina, una familia de enzimas humanas que actúan para cortar la punta, llamada subunidad S1, de la proteína Spike, que es el siguiente paso en la infección de la célula por el virus. Los hallazgos se publicaron el 8 de febrero en la revista eLife.
«Las proteínas Spike en la superficie del virus giran para buscar y engancharse al receptor ACE2», dijo Anand. «ACE2 se puede comparar con una mano que sostiene mechones de cabello, los grupos de proteínas Spike. La unión a Spike lo estabiliza para que pueda cortarse con tijeras de furina proteasa. Después de que las furina proteasas cortan la proteína, la parte que queda es la subunidad S2 que se fusiona con las membranas de la célula. , lo que permite la entrada en la célula».
Anand señaló que los investigadores ya han aprendido mucho sobre cómo se unen la proteína Spike y el receptor ACE2, pero hasta ahora nadie sabía cómo esta unión transmitía el mensaje a las furinas para cortar la proteína. Explicó que el fenómeno se llama alosteria, que significa «acción a distancia».
«Nuestros hallazgos muestran que la unión del receptor ACE2 a la proteína Spike del SARS-CoV-2 provoca cambios de largo alcance y mejora alostéricamente el corte de proteasa en el sitio de escisión S1/S2 distal», dijo.
Anand dijo que los investigadores actualmente se están enfocando solo en terapias que bloquean la unión de la proteína Spike al receptor ACE2.
«En este documento, sugerimos que esa no es la única vulnerabilidad a la que se puede apuntar», dijo. «Tal vez la escisión S1/S2 que es necesaria para la escisión de furina pueda servir como un nuevo objetivo para la terapia inhibidora contra el virus. Este estudio también puede ayudar a explicar cómo las mutaciones en las variantes emergentes podrían alterar la dinámica y la alostería de la unión de ACE2, lo que podría aumentar la infecciosidad. del virus SARS-CoV-2».
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Comprender la infección por COVID-19 y las posibles mutaciones Más información: Palur V Raghuvamsi et al, la interacción proteína SARS-CoV-2 S:ACE2 revela nuevos objetivos alostéricos, eLife ( 2021). DOI: 10.7554/eLife.63646 Información de la revista: eLife
Proporcionado por la Universidad Estatal de Pensilvania Cita: Los investigadores descubren nuevos objetivos terapéuticos potenciales en la proteína Spike del SARS-CoV-2 (2021, 22 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-potential-therapeutic-sars-cov-spike-protein.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.