به طور کلی، نتایج نشان داد که جهش‌هایی مانند T478K، S477N، و E484A، که در اکثر زیرمتغیرهای Omicron وجود دارند، ممکن است حساسیت خود را به برش تقلیل‌دهنده توسط عوامل ردوکس مانند TCEP و DTT افزایش دهند. در حالی که جهش‌ها، به طور کلی، توانایی‌های فرار ایمنی و قابلیت انتقال زیرمتغیرهای Omicron را افزایش داده‌اند، این آسیب‌پذیری تقویت‌شده با جهش در برابر برش دی سولفید، مناطق هدف بالقوه‌ای را برای درمان عفونت‌های SARS-CoV-2 Omicron ارائه می‌کند.
*اطلاعیه مهم
در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور پیش چاپ، محققان کشف کردند که پروتئین اسپایک سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا 2 (SARS-CoV-2) مستعد شکست در پیوندهای دی سولفید است. آنها همچنین دریافتند که آسیب پذیری در برابر شکاف تقلیل دهنده در انواع مختلف متفاوت است، با خانواده نوع Omicron که بسیار مستعد کاهش است.
مطالعه: پروتئین Omicron Spike در برابر کاهش آسیب پذیر است. اعتبار تصویر: Fit Ztudio/Shutterstock
زمینه
خانواده نوع SARS-CoV-2 Omicron تبدیل به گونه غالب جهانی شده است که در حال حاضر در گردش است، اگرچه عمدتاً فقط علائم خفیف ایجاد می کند و نرخ مرگ و میر کمتری نسبت به انواع قبلی دارد. زیرمتغیرهای Omicron دارای جهش های مختلفی هستند که باعث فرار ایمنی و افزایش قابلیت انتقال آنها می شود. تحقیقات اخیر بر مطالعه جهش‌ها در ناحیه پروتئین اسپایک، به ویژه موتیف اتصال گیرنده (RBM) در دامنه اتصال گیرنده (RBD) متمرکز شده است، که توانایی آن را برای اتصال به گیرنده آنزیم مبدل آنژیوتانسین 2 (ACE2) تغییر می‌دهد و احتمالاً تغییر می‌کند. قابلیت انتقال آن جهش در ناحیه پروتئین اسپایک همچنین اثربخشی آنتی بادی های مونوکلونال درمانی و القا شده توسط واکسن را کاهش می دهد.
در مطالعه حاضر، محققان از روش سه بخشی نانولوسیفراز (tNLuc) برای اندازه‌گیری تغییر در اتصال پروتئین سنبله-ACE2 پس از شکاف تقلیل‌دهنده پیوندهای دی سولفید پروتئین سنبله استفاده کردند. در مقایسه با روش‌های سنتی مورد استفاده برای اندازه‌گیری میل ترکیبی، مانند رزونانس پلاسمون سطح، سنجش tNLuc مقرون‌به‌صرفه است و به تجهیزات پیچیده‌ای نیاز ندارد.
مرجع مجله:
ایگور استاگلیار، ژونگ یائو، بتی گنگ، ادیتا مارکون، شویه پو، هوآ تانگ، جان مرلوزا، الکساندر بلو، جیمی اسنایدر، پینگ لو و هایدی وود. (2023). پروتئین Omicron Spike در برابر کاهش آسیب پذیر است. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2023.01.06.522977 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.01.06.522977v1
bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت در نظر گرفته شوند.
جهش‌های موجود در RBM انواع Omicron مورد بررسی قرار گرفت تا آنهایی که زیرشاخه‌های Omicron را نسبت به سویه‌های قبلی آسیب‌پذیرتر در برابر کاهش دی سولفید می‌سازند، مشخص شود. برای تعیین نقش جهش‌های شناسایی‌شده از رویکردهای از دست دادن و افزایش عملکرد استفاده شد. علاوه بر این، پیوندهای دی سولفیدی خاص در Omicron RBD که تحت شکاف تقلیلی قرار می‌گیرند نیز با استفاده از طیف‌سنجی جرمی با برچسب شیمیایی شناسایی شدند.
نتایج
نتایج نشان داد که گونه‌های فرعی Omicron BA.1، BA.2، و BA.4/BA.5 نسبت به سایر گونه‌های SARS-CoV-2 مستعد شکستگی تقلیل‌دهنده پیوندهای دی سولفیدی بودند. علاوه بر این، جهش در RBM پروتئین اسپایک Omicron، شکاف پیوندهای دی سولفیدی روی باقیمانده‌های سیستئین بین موقعیت‌های 480 و 488 و 379 و 425 را تسهیل کرد. .
نشان داده شد که سطوح زیر میلی مولار هر دو DTT و TCEP، سویه های WT، آلفا و گاما SARS-CoV-2 را با نیمه حداکثر غلظت مهاری مهار می کنند (IC50) مقادیر برای سویه های آلفا و گاما به ترتیب 0.5 و 0.56 واحد لگاریتم کمتر از سویه WT است. زیرمتغیر Omicron BA.1 کمترین IC را نشان داد50 مقادیر در مقایسه با کرنش WT، با IC50 برای TCEP و DTT که به ترتیب 0.8 و 0.68 واحد ورود به سیستم کمتر از کرنش WT هستند. زیر متغیرهای BA.2 و BA.4/BA.5 نیز کاهش قابل توجهی در IC نشان دادند.50 مقادیر TCEP و DTT.
دو عامل کاهنده ای که مورد آزمایش قرار گرفتند عبارتند از دی تیوتریتول (DTT) و تریس (2-کربوکسی اتیل) فسفین (TCEP). توانایی عوامل کاهنده برای شکافتن پیوندهای دی سولفیدی در پروتئین‌های سنبله چندین گونه SARS-CoV-2 با انکوبه کردن پروتئین‌های سنبله برچسب‌گذاری شده با β10 از نوع وحشی (WT)، آلفا، بتا، دلتا و گاما آزمایش شد. سویه‌ها، و همچنین آنهایی که از زیر متغیرهای Omicron BA.1، BA.2 و BA.4/BA.5 در غلظت‌های مختلف عوامل کاهنده هستند. این انکوباسیون با ACE2 و Δ11S با β9 برچسب برای اندازه گیری لومینسانس دنبال شد.
بر اساس ارزیابی جهش های Omicron و نقش آنها در افزایش حساسیت پروتئین های سنبله Omicron به شکاف تقلیل دهنده، نویسندگان بر این باورند که جهش T478K و E484A در پروتئین Omicron spike RBD می تواند باعث ایجاد پیوندهای دی سولفیدی در C480 به باقی مانده های C488 در برابر شکاف آسیب پذیرتر هستند.
نتیجه گیری
سنجش tNLuc شامل سه جزء است – برچسب β10 که به پروتئین RBD یا پروتئین اکتودومین سنبله متصل است، تگ β9 که به پروتئین ACE2 متصل است و Δ11S که لوسیفراز عملکردی را با افزودن به β9-β10 تکمیل می‌کند. که در طول اتصال اسپایک-ACE2 در مجاورت یکدیگر قرار دارند. سیگنال لومینسانس نشان‌دهنده اتصال عملکردی spike-ACE2 است که در مورد کاهش پیوند دی سولفیدی کمتر یا وجود ندارد.
مطالعات نشان داده اند که اکتودومین پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 حاوی 30 باقیمانده سیستئین است که پیوندهای دی سولفیدی جفتی را تشکیل می دهند. این بقایای سیستئین به طور بالقوه می تواند در انواع مختلف حفظ شود زیرا تاکنون هیچ جهشی در این منطقه پیدا نشده است. مطالعات قبلی با ویروس نقص ایمنی انسانی نشان داده است که فعل و انفعالات ویروس-میزبان می تواند از طریق تغییرات در پیوندهای دی سولفید تغییر کند. تعیین آسیب پذیری پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 انواع نوظهور در برابر شکاف تقلیل دهنده در پیوندهای دی سولفیدی می تواند راه های درمانی بالقوه ای را برای درمان عفونت های SARS-CoV-2 ارائه دهد.
