نقش N-گلیکان ها و چاپرون های calnexin-calreticulin در بلوغ سنبله SARS-CoV-2 چیست؟


مطالعه اخیر منتشر شده در پیشرفت علم نشان داد که سندرم حاد تنفسی کرونا 2 (SARS-CoV-2)، الگوهای گلیکوزیلاسیون N-Spike، لکتین های درون سلولی، و همچنین چاپرون های مولکولی مرتبط نقش مهمی در تهاجم و عملکرد سلول ویروسی-میزبان دارند.

مدولاسیون درمانی این مسیرهای مرتبط با گلیکان می‌تواند ورود ویروس SARS-CoV-2 را اصلاح کند، از عفونت جلوگیری کند و ممکن است به عنوان یک تسلیحات در برابر همه‌گیری بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) عمل کند.

مطالعه: نقش N-گلیکان ها و چاپرون های calnexin-calreticulin در بلوغ سنبله SARS-CoV-2 و عفونت ویروسی.  اعتبار تصویر: CKA/Shutterstock
مطالعه: نقش N-گلیکان ها و چاپرون های calnexin-calreticulin در بلوغ سنبله SARS-CoV-2 و عفونت ویروسی. اعتبار تصویر: CKA/Shutterstock

زمینه

واکسن‌های COVID-19 در درجه اول پروتئین اسپایک (S) عامل بیماری‌زای آن – SARS-CoV-2 را هدف قرار می‌دهند. پروتئین S ویریون ها در تسهیل آلودگی به سلول میزبان نقش دارد.

پاتوژن دائماً در حال تکامل است و چندین جهش را متحمل شده است – گونه‌های نگران کننده (VOCs) که از ایمنی اکتسابی واکسن فرار می‌کنند و قابلیت انتقال ویروس را بهبود می‌بخشند، مانند انواع دلتا و Omicron. این به این دلیل رخ داد که جهش های خاصی در دامنه اتصال گیرنده S (RBD) باعث افزایش اتصال اسپایک به گیرنده های سلول میزبان – آنزیم مبدل آنژیوتانسین-2 (ACE2) می شود.

گلیکان ها دسته ای از کربوهیدرات های پیچیده هستند که سطح ویروس SARS-CoV-2 را می پوشانند و مخصوص هر ویروس هستند. ویروس ها از گلیکان ها برای چندین استراتژی بقا مانند محافظت در برابر آنتی بادی ها در برابر ویروس و ورود به سلول های میزبان استفاده می کنند.

هدف از این مطالعه، بررسی نقش N-گلیکان ها – زیر مجموعه ای از مولکول گلیکان، با تمرکز بر مکانیسم اتصال آن به پروتئین SARS-CoV-2 S و از این رو، در تنظیم عفونت آن بود.

نتایج

یافته ها نشان داد که توسعه و همچنین بلوغ عملکردی پروتئین S SARS-CoV-2 توسط N-گلیکان های خاص تنظیم می شود. تعداد کمی N گلیکان ورود SARS-CoV-2 به سلول های میزبان و بلوغ پروتئین های S را تنظیم می کند. به طور خاص، N-گلیکان ها در سایت های پروتئین S – N801 و N61، برای عملکرد SARS-CoV-2 حیاتی هستند.

ذرات ویروس مانند (VLPs) SARS-CoV-2 که به طور مصنوعی برای جلوگیری از تشکیل گلیکان N بر روی پروتئین های مختلف S طراحی شده اند، در این مطالعه استفاده شدند. تغییرات در سایت های N801 و N61 منجر به کاهش ورود VLPs در سلول های میزبان به میزان 75-85٪ شد.

دلیل احتمالی این امر می تواند تا شدن پروتئین S به یک پیکربندی خاص با کمک N801 و N61 باشد. نتایج نشان داد که گلیکان‌های نوع پیچیده بر بلوغ S، مونتاژ به ویریون‌ها و عملکرد پروتئین S برای تسهیل ورود ویروس به سلول‌های میزبان تأثیر می‌گذارند.

جستجوی عمیق‌تر برای یافتن دلیل مکانیسم‌های تا شدن، کالکسین (یک چاپرون یا لکتین) را به عنوان کاتالیزور برای چنین تاخوردگی نشان داد. بنابراین، calnexin ورود VLPs به سلول های میزبان را تنظیم می کند.

به طور کلی، نتایج نشان داد که جهش‌های N-گلیکوزیلاسیون Spike معمولاً توسط SARS-CoV-2 تحمل نمی‌شوند، مگر در مکان‌های N17، N717 و N1074. قابل توجه است که نوع Omicron دارای جهش در محل N-گلیکوزیلاسیون نیست. از این رو، چندین N-گلیکان برای تناسب اندام ویروسی ضروری است.

نتایج نشان داد که N-گلیکان های خاصی بلوغ S و همچنین عملکرد پروتئین S را در آلودگی سلول میزبان هدایت می کنند. علاوه بر این، گلیکان نوع پیچیده S نیز در طول ورود SARS-CoV-2 به سلول‌های میزبان، جدا از تسهیل بلوغ S و مونتاژ ویریون عمل می‌کند.

مشاهده شد که پروتئین های S سطح سلولی در تمام انواع گلیکوزیلاسیون به همان اندازه فعال بودند. فقط چند جهش N-گلیکان – N801Q و N61/603/657Q، بر شکاف S2 و همجوشی بین سلولی تأثیر گذاشتند.

در بررسی چگونگی کاهش آلودگی سلول‌های میزبان SARS-CoV-2 S N-گلیکان‌ها، مشخص شد که چپرون‌های لکتین – Calnexin (CANX)/calreticulin (CALR)، بلوغ S و ورود ویروس را کنترل می‌کنند. علاوه بر این، پروتئین‌های خاصی که در طول ورود SARS-CoV-2 به سلول‌های میزبان برهم‌کنش می‌کنند ممکن است گلیکوزیله شوند. علاوه بر این، ترکیب، بیان و توزیع فضایی آنها ممکن است توسط CANX/CALR تنظیم شود.

نتیجه

یافته ها نشان داد که گلیکان ها نقش مهمی در عملکرد SARS-CoV-2 دارند. نتایج، سودمندی در نظر گرفتن گلیکان های مرتبط با N را به عنوان اهداف بالقوه داروهای جدیدتر علیه COVID-19 برجسته کرد. تحقیقات بیشتر در مورد چگونگی تأثیر گلیکان ها بر سایر بیماری های ویروسی ضروری است.



منبع