SARS-CoV-2 infecta células humanas

O SARS-CoV-2 usa sua proteína spike para se ligar a uma célula hospedeira.

Um modelo estrutural do SARS-CoV-2 A proteína spike, quando o vírus se funde com as células hospedeiras humanas, oferece uma oportunidade de interromper a dinâmica e interromper a transmissão.

De acordo com um estudo publicado em 31 de agosto de 2021, os cientistas simularam a transição da estrutura da proteína spike SARS-CoV-2 do reconhecimento da célula hospedeira para a entrada eLife.

Pesquisas mostram que uma estrutura possibilitada por moléculas de açúcar na proteína spike pode ser essencial para a entrada na célula e que quebrar essa estrutura pode ser uma estratégia para interromper a transmissão do vírus.

Um aspecto chave do ciclo de vida do SARS-CoV-2 é sua capacidade de se ligar às células hospedeiras e transferir seu material genético. Ele faz isso por meio de sua proteína de pico, que é composta de três componentes separados – um feixe transmembrana que ancora o pico ao vírus e duas subunidades S (S1 e S2) na parte externa do vírus. Para infectar uma célula humana, a subunidade S1 se liga a uma molécula na superfície das células humanas chamada ACE2, e a subunidade S2 se solta e funde as membranas virais e humanas. Embora esse processo seja conhecido, a ordem exata ainda não é conhecida. No entanto, compreender os movimentos de microssegundos e em nível atômico dessas estruturas de proteínas podem ser alvos potenciais para COVID-19 Tratamento.

“A maioria dos atuais tratamentos e vacinas de SARS-CoV-2 tem como foco a etapa de detecção de ACE2 da invasão do vírus, mas uma estratégia alternativa é direcionar a mudança estrutural que permite que o vírus se comunique com a célula hospedeira humana”, explica o estudo co- autor José N. Onuchic, Harry C & Olga K Wiess Professor de Física na Rice University, Houston, EUA, e Co-Diretor do Center for Theoretical Biological Physics. “Mas explorar experimentalmente essas estruturas intermediárias e transitórias é extremamente difícil, então usamos uma simulação de computador que é suficientemente simplificada para examinar este grande sistema, mas que retém detalhes físicos suficientes para permitir que a dinâmica da subunidade S2 faça a transição entre a pré-fusão e a pós-fusão ser registrado – formas de fusão. “

A equipe estava particularmente interessada no papel das moléculas de açúcar na proteína do pico, conhecida como glicanos. Para ver se o número, tipo e posição dos glicanos na fase de fusão da membrana da entrada da célula viral desempenham um papel na mediação dessas formações de espículas intermediárias, eles realizaram milhares de simulações usando umátomo modelo baseado em estrutura. Esses modelos permitem prever a trajetória dos átomos ao longo do tempo, levando em consideração as forças estéricas, ou seja, como os átomos vizinhos afetam o movimento de outros.

As simulações mostraram que os glicanos formam uma “gaiola” que envolve a “cabeça” da subunidade S2, fazendo com que pare de forma intermediária entre o desprendimento da subunidade S1 e a fusão do vírus com as membranas celulares. Quando os glicanos não estavam lá, a subunidade S2 passava muito menos tempo nessa conformação.

As simulações também sugerem que manter a cabeça S2 em uma posição específica ajuda a subunidade S2 a recrutar células hospedeiras humanas e fundi-las com suas membranas, permitindo o alongamento de proteínas curtas chamadas de peptídeos de fusão do vírus. Na verdade, a glicosilação de S2 aumentou significativamente a probabilidade de um peptídeo de fusão se estender até a membrana da célula hospedeira, enquanto na ausência de glicanos isso deu apenas uma possibilidade marginal de que isso ocorresse.

“Nossas simulações sugerem que os glicanos podem induzir uma pausa durante a transição da proteína de pico. Isso dá aos peptídeos de fusão uma oportunidade crucial para capturar a célula hospedeira ”, conclui o co-autor Paul C. Whitford, Professor Associado do Centro de Física Teórica Biológica e Departamento de Física da Northeastern University, Boston, EUA. “Sem os glicanos, a partícula do vírus provavelmente não entraria no hospedeiro. Nosso estudo mostra como o açúcar pode controlar a infectividade e fornece uma base para a investigação experimental dos fatores que influenciam a dinâmica desse patógeno onipresente e mortal. “

Referência: “Reorganizações estereoquimicamente limitadas da invasão celular de controle da proteína SARS-CoV-2 Spike” por Esteban Dodero-Rojas, Jose N. Onuchic e Paul Charles Whitford, 31 de agosto de 2021, eLife.
DOI: 10.7554 / eLife.70362

By Gabriel Ana

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