Una proteína espiga más resistente explica la propagación más rápida de las variantes del coronavirus
Este modelo muestra la estructura de la proteína espiga en su configuración cerrada, en su forma original D614 (izquierda) y su forma mutante (G614). En la proteína de pico mutante, el bucle 630 (en rojo) estabiliza el pico, evitando que se abra prematuramente y haciendo que el SARS-CoV-2 sea más infeccioso. Crédito: Bing Chen, PhD, Boston Children’s Hospital
Las variantes de coronavirus de rápida propagación en el Reino Unido, Sudáfrica y Brasil están generando preocupaciones y preguntas sobre si las vacunas contra el COVID-19 protegerán contra ellas. Un nuevo trabajo dirigido por Bing Chen, Ph.D., en el Boston Children’s Hospital analizó cómo cambia la estructura de las proteínas del pico del coronavirus con la mutación D614G que presentan las tres variantes y mostró por qué estas variantes pueden propagarse más rápidamente. El equipo informa sus hallazgos en Science (16 de marzo de 2021).
El equipo de Chen tomó imágenes de los picos con criomicroscopía electrónica (cryo-EM), que tiene una resolución de hasta el nivel atómico. Descubrieron que la mutación D614G (sustitución de una «letra» de un solo aminoácido en el código genético de la proteína de pico) hace que el pico sea más estable en comparación con el virus SARS-CoV-2 original. Como resultado, hay picos más funcionales disponibles para unirse a los receptores ACE2 de nuestras células, lo que hace que el virus sea más infeccioso.
Evitar el cambio de forma de los picos
En el coronavirus original, el pico las proteínas se unirían al receptor ACE2 y luego cambiarían drásticamente de forma, plegándose sobre sí mismas. Esto permitió que el virus fusionara su membrana con las membranas de nuestras propias células y entrara. Sin embargo, como informaron Chen y sus colegas en julio de 2020, los picos a veces cambiaban de forma prematuramente y se deshacían antes de que el virus pudiera unirse a las células. Si bien esto ralentizó el virus, el cambio de forma también dificultó que nuestro sistema inmunitario contuviera el virus.
«Debido a que la proteína espiga original se disociaría, no era lo suficientemente buena para inducir un anticuerpo neutralizante fuerte». respuesta», dice Chen.
Cuando Chen y sus colegas tomaron imágenes de la proteína mutante del pico, encontraron que la mutación D614G estabiliza el pico bloqueando el cambio de forma prematuro. Curiosamente, la mutación también hace que los picos se unan más débilmente al receptor ACE, pero el hecho de que los picos sean menos propensos a desmoronarse prematuramente hace que el virus en general sea más infeccioso.
«Digamos que el virus original tiene 100 picos», explica Chen. «Debido a la inestabilidad de la forma, es posible que solo el 50 por ciento de ellos sean funcionales. En las variantes G614, es posible que el 90 por ciento sean funcionales, por lo que, aunque no se unen tan bien, las posibilidades de que tenga infección».
Chen propone que las vacunas rediseñadas incorporen el código para esta proteína de punta mutante. La forma de espiga más estable debería hacer que cualquier vacuna basada en la espiga (como lo son las vacunas de Moderna, Pfizer y Johnson & Johnson) tenga más probabilidades de generar anticuerpos neutralizantes protectores, dice.
Dirección futura: un fármaco para bloquear la entrada del coronavirus
Chen y sus colegas están aplicando aún más la biología estructural para comprender mejor cómo el SARS-CoV-2 se une al receptor ACE2, con miras a la terapia para bloquear la entrada del virus a nuestras células .
En enero, el equipo mostró en Nature Structural & Molecular Biology que una proteína ACE2 «señuelo» diseñada estructuralmente se une al virus 200 veces más fuerte que la propia ACE2 del cuerpo. El señuelo inhibió potentemente el virus en el cultivo celular, lo que sugiere que podría ser un tratamiento contra el COVID-19. Chen ahora planea avanzar en esta investigación en modelos animales.
Explore más
Congelación de la proteína espiga del SARS-CoV-2 que cambia de forma Más información: Jun Zhang et al. Impacto estructural en la proteína espiga del SARS-CoV-2 por sustitución de D614G, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf2303 Información de la revista: Science
Proporcionado por Children’s Hospital Boston Cita: Una proteína de punta más resistente explica la propagación más rápida de las variantes del coronavirus (2021, 17 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-sturdier-spike-protein-faster-coronavirus.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.