La interacción virus-célula puede explicar en parte la mayor tasa de infección de COVID-19



Los investigadores de bioingeniería de la Universidad de Lehigh han identificado una interacción previamente desconocida entre los receptores en las células humanas y el pico, o “S”, la proteína del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19.

Esta nueva información podría ayudar en el desarrollo de nuevas estrategias para bloquear la entrada del SARS-CoV-2 en las células humanas.

X. Frank Zhang y Wonpil Im sabían por estudios recientes que la interacción entre la proteína de pico del SARS-CoV-2 y los receptores de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en las células humanas es más fuerte que la interacción entre la proteína de pico estructuralmente idéntica del SARS- CoV-1, el virus que causó el brote de SARS 2002-2004, y los mismos receptores.

“Nuestro objetivo era caracterizar el SARS-CoV-2 y estudiar las interacciones proteína-proteína durante su invasión de células humanas para proporcionar más información sobre los mecanismos que hacen posible este primer paso en su exitoso proceso de invasión”, dice Zhang, profesor asociado en Bioingeniería e Ingeniería Mecánica y Mecánica en Lehigh.

Sus hallazgos aparecen en un artículo llamado “Caracterización biomecánica de la RBD del pico de SARS-CoV-2 y la interacción proteína-proteína ACE2 humana” en un número especial de Revista biofísica, “Biophysicists Address Covid-19 Challenges I”, publicado a mediados de marzo. Otros autores incluyen, de la Universidad de Lehigh: Wenpeng Cao, Decheng Hou y Seonghan Kim en bioingeniería; Chuqiao Dong en ingeniería mecánica y mecánica; y, del Instituto de Investigación Lindsley F. Kimball, Centro de Sangre de Nueva York, Wanbo Tai y Lanying Du.

Usando espectroscopia de fuerza combinada de una sola molécula y simulaciones de dinámica molecular, los equipos de Zhang e Im pudieron identificar una interacción previamente desconocida entre los glucanos ACE2 (grupos de azúcar adheridos a la superficie de las proteínas) y el pico de SARS-CoV-2.

Es esta interacción la que parece ser responsable del fortalecimiento de la interacción virus-célula. Esto puede explicar parcialmente la mayor tasa de infección de COVID-19 en comparación con el virus similar que causó el brote de SARS 2002-2004, dicen.

“Nos sorprendió descubrir que la interacción específica entre los glucanos ACE2 y la proteína pico del SARS-CoV-2 es lo que hace que la separación del virus de las células sea tan difícil”, dice Im, profesor de bioingeniería, informática y química. y ciencias biológicas, así como la Cátedra Presidencial en Salud, Ciencia e Ingeniería en Lehigh.

Para llegar a estos hallazgos, el equipo empleó la innovadora técnica de detección de una sola molécula de Zhang, que mide la fuerza de desprendimiento de la interacción proteína pico-receptor ACE2. Usando las simulaciones de dinámica molecular de todos los átomos del sistema complejo disponible en CHARMM-GUI desarrollado por Im, identificaron la información estructural detallada en esta interacción.

Después de que eliminamos cuidadosamente todos los glucanos ACE2 y medimos la fuerza de la interacción, vimos que la fuerza de la interacción SARS-CoV-2 pico-ACE2 retrocedió a niveles similares a los del SARS-CoV-1 “.

X. Frank Zhang, profesor asociado, bioingeniería e ingeniería mecánica y mecánica, Universidad de Lehigh

“Es posible que esta interacción recién descubierta con los glicanos ACE2 podría ser un factor que contribuya a las tasas más altas de COVID-19 que el SARS-CoV-1 estructuralmente similar, que tiene una interacción más débil”, dice Zhang. “Nuestra esperanza es que los investigadores puedan utilizar esta información para desarrollar nuevas estrategias para identificar, prevenir, tratar y vacunar contra COVID-19”.

Fuente:

Referencia de la revista:

Cao, W., et al. (2021) Caracterización biomecánica del RBD del pico de SARS-CoV-2 y la interacción proteína-proteína ACE2 humana. Revista biofísica. doi.org/10.1016/j.bpj.2021.02.007.

.



Source link