高分辨率结构揭示了突变SARS-CoV-2核蛋白变体增强的14-3-3结合,并改善了复制性适应性
Kristina V Perfilova1, Ilya O Matyuta2, Mikhail E Minyaev3
1A.N. Bach Institute of Biochemistry, Federal Research Center of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences, Moscow, 119071, Russia.
概括
SARS-CoV-2核蛋白 (N) 酸化通过结合宿主14-3-3蛋白来驱动病毒复制. 一个特定的突变 (S202R) 显著增强了N蛋白对14-3-3ζ的亲和力,促进了病毒复制.
科学领域:
- 病毒学 病毒学
- 结构生物学 结构生物学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 病毒复制依赖于宿主蛋白相互作用,通常由蛋白质酸化介导.
- SARS-CoV-2核蛋白 (N) 被酸化并与宿主14-3-3蛋白相互作用,这一过程对于早期感染阶段至关重要.
- 特定的N蛋白酸盐,如-Thr205,是14-3-3结合的关键,在这些部位的突变被发现在SARS-CoV-2变种中.
研究的目的:
- 调查在N蛋白中突变的SARS-CoV-2变体中观察到的复制增强背后的分子机制.
- 确定SARS-CoV-2 N蛋白中的S202R突变如何增强其与宿主14-3-3ζ的相互作用.
- 阐明S202R突变N蛋白与14-3-3ζ之间的结合亲和度增加的结构基础.
主要方法:
- 聚结合试验用于量化野生类型和S202R突变的N聚和14-3-3ζ之间的亲和力.
- 在S202R突变N和14-3-3ζ.之间形成的复合物的高分辨率晶体结构确定.
- 野生类型和突变的N蛋白界面与14-3-3ζ.的比较结构分析.
主要成果:
- 与武汉变种相比,SARS-CoV-2 N蛋白质聚酸中的S202R突变使其与人类14-3-3ζ的结合亲和力增加了大约5倍.
- 晶体结构显示,突变N蛋白中的Arg202侧链在14-3-3/N接口上形成了额外的稳定相互作用.
- 这些相互作用包括水媒介的键和瓜尼尼pi-pi堆叠,在野生型N蛋白相互作用中缺席.
结论:
- 通过新的稳定相互作用,S202R突变通过增加N蛋白与14-3-3ζ主机的结合亲和力来增强SARS-CoV-2的复制.
- 这项研究提供了一个结构基础,将病毒复制能力与宿主病毒蛋白相互作用的调节联系起来.
- 了解这些分子机制对于开发针对SARS-CoV-2变种的策略至关重要.
