SARS-CoV-2のエントリーにおけるコレステロール依存性膜融合の分子機構
Wei Li1, Mengdan Wu1, Shirong Feng1
1National Clinical Research Center for Geriatrics, State Key Laboratory of Biotherapy, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Sichuan, China.
コレステロールは,スパイクタンパク質のクラスタリングとウイルスのドッキングを促進することによって,重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2 (SARS-CoV-2) の侵入を高めます. このメカニズムは,コレステロールがスパイクタンパク質のC端のシステイン豊富な領域と相互作用し,膜融合を促進します.
科学分野:
- ウイルス学 ウイルス学 ウイルス学
- 細胞生物学 細胞生物学
- バイオケミストリー バイオケミストリー
背景:
- SARS-CoV-2のようなエンベロイドウイルスは,スパイク・グリコプロテインを使用して,膜融合経由で細胞内に侵入します.
- コレステロールはタンパク質の構成と膜の性質を調節し,SARS-CoV-2の細胞侵入に役割を果たします.
- コレステロールがSARS-CoV-2融合を調節する正確なメカニズムは完全に理解されていません.
研究 の 目的:
- SARS-CoV-2のスパイク媒介膜融合におけるコレステロールの正確な役割とメカニズムを解明する.
- コレステロールがウイルスのドッキングと融合確率にどのように影響するか調査する.
- コレステロール媒介の調節に関与するスパイクタンパク質の特定の構造成分を特定する.
主な方法:
- In vitroベジクル-ベジクル含有量混合測定法.
- シングルベジクル分析. シングルベジクル分析.
- 細胞ベースの膜融合アッセイ.
- 構造化照明顕微鏡 (SIM) と単分子光漂白顕微鏡.
- スパイクタンパク質のC末端のシステイン豊富な領域 (CRR) のサイト誘導性変異.
主要な成果:
- コレステロールの添加は,スパイクのC端末領域に依存する,SARS-CoV-2のスパイク媒介の膀融合を強化しました.
- コレステロールは主に膀ドッキングの確率を増加させ,融合の確率にはわずかな影響を与えた.
- コレステロールの減少はシンチア形成とSARS-CoV-2偽ウイルス感染を減少させた.
- スパイクタンパク質は,コレステロールの存在でオリゴメリッククラスターを形成し,CRR相互作用に関連しています.
- CRR残留物を変異させることで,コレステロール誘発のクラスタリングが廃止され,膀ドッキングが強化されました.
結論:
- コレステロールは,そのCRRとの相互作用を通じてスパイクタンパク質のオリゴメリゼーションを誘導することによって,SARS-CoV-2の侵入を促進します.
- このコレステロール媒介のスパイククラスタリングは,宿主細胞膜へのウイルスのドッキングを強化します.
- この発見は,ウイルスの融合と侵入におけるコレステロールの役割に関する新しいメカニズムを明らかにしています.
さらに関連する動画
07:53A Fluorogenic Peptide Cleavage Assay to Screen for Proteolytic Activity: Applications for coronavirus spike protein activation
Published on: January 9, 2019
06:39High-throughput Confocal Imaging of Quantum Dot-Conjugated SARS-CoV-2 Spike Trimers to Track Binding and Endocytosis in HEK293T Cells
Published on: April 21, 2022
関連する概念動画
SNAREs and Membrane Fusion
SNAREs exist in pairs that symmetrically interact and catalyze the fusion of the lipid bilayers in vesicle and target organelle. v-SNARE in the vesicle membrane are single polypeptide chains that bind to a complementary t-SNARE, composed of 2...
Mechanisms of Membrane Domain Formation
Another mechanism for membrane domain formation involves membrane proteins interacting with...
Fusion of Secretory Vesicles with the Plasma Membrane
In 1993, Jim Rothman proposed that the antiparallel pairing of vesicular and transmembrane SNAREs, or...
Receptor-mediated Endocytosis
Receptor-mediated Endocytosis
Clathrin-Mediated Endocytosis of LDL
One well-characterized example of receptor-mediated endocytosis is the...
Membrane Fluidity
Mosaic nature of the membrane
The mosaic characteristic of the membrane helps the plasma membrane remain fluid. The integral proteins and lipids exist as separate but loosely-attached molecules in the membrane. The membrane is...
