04/10/2021

Proteína espícula do novo coronavírus funde-se com as células humanas

Redação do Diário da Saúde
Revelados detalhes da proteína espícula do novo coronavírus
Quando a proteína espícula do SARS-CoV-2 interage com o receptor ACE2 humano, a dissociação de suas subunidades S1 e S2 desencadeia a fusão das membranas virais e da célula.
[Imagem: Firdaus Samsudin]

Eventos dinâmicos

Desde o surgimento da covid-19, há quase dois anos, os pesquisadores correram para descobrir como o novo coronavírus funciona.

De modo semelhante a uma dança coreografada, as infecções pelo SARS-CoV-2 envolvem uma série intrincada de eventos moleculares dinâmicos, começando com a ligação do vírus a um receptor na célula, chamado ACE2, auxiliado por "pontas" em forma de gancho na superfície do vírus - as chamadas proteínas de pico, ou espículas.

No entanto, até agora os cientistas haviam capturado apenas fotografias estáticas dessa dança molecular, como a clivagem da proteína espícula (S) em subunidades chamadas S1 e S2, após se prenderem ao receptor ACE2.

Para ajudar a projetar melhores estratégias clínicas para resistir à covid-19, eles estão em busca de uma visão mais abrangente e de alta resolução de como esses eventos iniciais mobilizam a entrada viral nas células.

Para tentar preencher essa lacuna de conhecimento, pesquisadores da Cingapura fizeram uma combinação de duas tecnologias complementares para mapear as mudanças estruturais que ocorrem na proteína S durante a infecção inicial.

"A espectrometria de massa da troca hidrogênio/deutério permitiu a caracterização das mudanças na dinâmica da proteína S após a ligação ao ACE2, enquanto nossas simulações de dinâmica molecular elucidaram movimentos de nível atômico correspondentes," explicou o professor Peter Bond, do Instituto de Bioinformática A*STAR.

Revelados detalhes da proteína espícula do novo coronavírus
É a primeira vez que o processo é visto neste nível de detalhamento.
[Imagem: Palur V Raghuvamsi et al. - 10.7554/eLife.63646]

Pontos de acesso

O estudo produziu algumas descobertas inesperadas.

Por exemplo, a ligação do ACE2 à proteína S desencadeou mudanças estruturais distintas em dois pontos de acesso localizados a alguma distância do local de ligação. Também se observou uma atividade mais intensa nas regiões em torno do local de clivagem S1/S2, o que o professor Bond sugere que pode ser uma etapa de iniciação, antes que as enzimas entrem para proteolisar a proteína S nos locais não clivados restantes, incluindo o local S2 nas proximidades.

Enquanto isso, a região do "caule" do coronavírus - uma estrutura que ancora a espícula ao envelope viral - endureceu e se estabilizou após a ligação ao ACE2.

No conjunto, essas observações indicam que as interações entre a proteína S e o ACE2 não são simplesmente um meio para o coronavírus reconhecer quais células infectar: Essas interações também podem ter uma influência de longo alcance em outros processos posteriores críticos para a entrada viral e a infecção, incluindo a clivagem e a fusão da proteína S.

"Além disso, os locais proteolíticos na proteína S são ambos conhecidos por serem partes às quais alguns anticorpos neutralizantes se ligam," comentou Bond, o que torna esses focos de acesso os principais alvos para o desenvolvimento terapêutico.

Essa recém-identificada dinâmica da infecção também pode ajudar a expandir nossa compreensão das variantes do SARS-CoV-2, uma vez que as variantes Alfa e Delta do SARS-CoV-2 abrigam mutações perto do local de clivagem S1/S2.

Os pesquisadores planejam agora usar uma abordagem semelhante para descobrir como as mutações nesses pontos de acesso tornam algumas variantes mais ameaçadoras.

Checagem com artigo científico:

Artigo: SARS-CoV-2 S protein:ACE2 interaction reveals novel allosteric targets
Autores: Palur V. Raghuvamsi, Nikhil K. Tulsian, Firdaus Samsudin, Xinlei Qian, Kiren Purushotorman, Gu Yue, Mary M. Kozma, Wong Y. Hwa, Julien Lescar, Peter J. Bond, Paul A. MacAry, Ganesh S. Anand
Publicação: eLife
Vol.: 10, e63646
DOI: 10.7554/eLife.63646
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