در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور پیش چاپ، محققان موسسه تحقیقاتی اسکریپس، تریمرهای پروتئینی محلول را که به صورت نوترکیب بیان می‌شوند، از هفت نوع برجسته‌ترین سندرم تنفسی شدید کروناویروس 2 (SARS-CoV-2) بررسی می‌کنند تا ن (آسپاراژین)-گلیکان چشم انداز و درک تعامل بین ویروس و سلول میزبان.
مطالعه: در حال تکامل N-گلیکوزیلاسیون پروتئین اسپایک در انواع SARS-CoV-2. اعتبار تصویر: Limbitech / Shutterstock.com
*اطلاعیه مهم: bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان اطلاعات قطعی، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.
زمینه
بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) که در اواخر سال 2019 در ووهان چین ایجاد شد، بیش از 6.9 میلیون نفر را در سراسر جهان قربانی کرده است. SARS-CoV-2 از زمان شروع همه‌گیری به سرعت تکامل یافته و جهش‌های جدید مختلفی را به دست آورده است که قابلیت انتقال آن را در بین انسان‌ها افزایش داده است. سویه اجدادی SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 در سال 2020 غالب بود و سپس تکامل یافت تا پنج نوع اصلی نگرانی (VOCs) از جمله انواع آلفا، بتا، گاما، دلتا و Omicron را تولید کند.
پروتئین اسپایک تریمریک SARS-CoV-2 به گیرنده آنزیم مبدل آنژیوتانسین 2 (ACE-2) متصل می شود تا ورود ویروس به سلول میزبان را واسطه کند. در طی عبور ویروس از مجرای شبکه آندوپلاسمی، پروتئین اسپایک گلیکوزیله می شود. همانطور که پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 از طریق مجتمع Golgi، مانوز بالا، پیشرفت می کند ن-گلیکان های روی پروتئین گلیکوزیله شده به کمپلکس تبدیل می شوند ن-گلیکان ها
اسپایک-پروتئین ن-گلیکان ها با برهمکنش بین دامنه اتصال گیرنده (RBD) و گیرنده ACE-2 روی سلول میزبان مرتبط هستند. بنابراین، نقش مهم این مولکول ها در پاسخ ایمنی میزبان بر اهمیت درک تغییرات در N-چشم انداز گلیکان در انواع مختلف SARS-CoV-2.
در مورد مطالعه
در مطالعه حاضر، محققان به ارزیابی ن– چشم انداز گلیکان پروتئین اسپایک Wuhan-Hu-1 SARS-CoV-2 و همچنین انواع SARS-CoV-2 آلفا، بتا، مو، گاما، دلتا، لامبدا و پروتئین های اسپایک Omicron. این نچشم انداز گلیکان نیز با یک پروتئین نوترکیب سنبله که اخیراً توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) برای استفاده اضطراری به عنوان واکسن مجاز شده است، مقایسه شد.
در حالی که پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 به صورت نوترکیب در کشت‌های سلولی انسانی بیان می‌شود، برچسب‌های C ترمینال را حفظ می‌کرد که امکان مثلی‌سازی را فراهم می‌کرد، آنها فاقد حوزه‌های گذرنده و C ترمینال بودند.
میکروسکوپ الکترونی رنگ‌آمیزی منفی و کروماتوگرافی حذف اندازه برای تأیید خلوص و یکپارچگی ساختاری سنبله‌های پیش از همجوشی استفاده شد. علاوه بر این، ناهمگونی سایت خاص از نگلیکان ها با استفاده از گلیکوزیلاسیون متوالی و رویکرد پروتئومیکس بر اساس طیف سنجی جرمی از پایین به بالا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
نتایج
این ن-محل های پردازش گلیکان در پروتئین اسپایک در اکثر انواع SARS-CoV-2 حفظ شده است. سر پروتئین سنبله شامل بیش از 1100 اسید آمینه و حاوی 8 اسید آمینه است نسایت های گلیکوزیلاسیون در دامنه N ترمینال، دو نسایت های گلیکوزیلاسیون در RBD، و نه اضافی ن-محل های گلیکوزیلاسیون در مقایسه، ساقه پروتئین سنبله، با هر پروتومر کمتر از 150 اسید آمینه، حاوی سه اسید آمینه است. ن-محل های گلیکوزیلاسیون
بسیاری از نسایت های گلیکوزیلاسیون در RBD، دامنه N ترمینال، و ساقه پروتئین سنبله به طور کامل توسط گلیکان های پیچیده اشغال شده بودند، در حالی که N234، که در دامنه N ترمینال وجود دارد، گلیکان مانوز بالایی داشت. فقط آنهایی که نسایت های گلیکوزیلاسیون که در پویایی RBD، در تثبیت پروتئین سنبله به دلیل نزدیکی به زیر واحدهای S1 یا S2، یا در تثبیت عملکردهای پس از همجوشی S2 دخیل بودند، تغییرات گلیکوزیلاسیون را نشان دادند.
علاوه بر این، تجزیه و تحلیل خوشه‌بندی سلسله مراتبی نشان داد که علی‌رغم جهش‌های جدید متعدد در نوع Omicron، الگوهای گلیکوزیلاسیون آن بیشتر شبیه سویه اجدادی Wuhan-Hu-1 بود تا سایر گونه‌ها. علاوه بر این، انواع دلتا و گاما دارای بیشترین الگوهای گلیکوزیلاسیون بودند.
تفاوت بین نتایج خوشه‌بندی سلسله مراتبی و الگوهای تکاملی رمزگشایی شده از تجزیه و تحلیل جهش‌های اسید نوکلئیک نیز نشان می‌دهد که تغییرات گلیکان تحت فشار انتخابی است که بیشتر به ساختار مرتبه بالاتر از توالی پروتئین اولیه وابسته است.
سایت های N616، N343، و N165 تغییرات ثابتی را به گلیکان های مانوز بالا از گلیکان های پیچیده نشان دادند. در حالی که N343 و N165 در باز شدن RBD نقش دارند، N616 بسیار نزدیک به D614G است، که جهشی است که به طور مداوم در اکثر انواع SARS-CoV-2 یافت می شود. N616 همچنین در ایجاد تغییرات ساختاری برای بهبود یکپارچگی واحد S1-S2 به دنبال برش فورین نقش دارد.
نوع دلتا SARS-CoV-2 با پردازش گلیکان به میزان قابل توجهی در سایت‌های N616، N343 و N165 همراه بود که اعتقاد بر این است که از طریق گیرنده‌های اتصال به مانوز، تشکیل سینسیشیا و تومورزایی را در سلول‌های دستگاه تنفسی بهبود بخشیده است.
سلول‌های دستگاه تنفسی سطوح بسیار پایینی از گیرنده‌های ACE-2 را بیان کردند، اما بیشترین تأثیر را از نوع دلتا داشتند. بنابراین، گیرنده‌های اتصال مانوز و پردازش گلیکان کم در سه مکان برای بیماری‌زایی بالای نوع دلتا، باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرند.
نتیجه گیری
یافته های مطالعه حاکی از آن است که بسیاری از ن-محل های گلیکوزیلاسیون در انواع اصلی SARS-CoV-2 حفظ شده است. با این حال، سه نسایت های گلیکوزیلاسیون، از جمله N616، N343، و N165، کاهش پردازش مانوز بالا را نشان می دهند. ن-گلیکان به کمپلکس ن-گلیکان ها
این سایت ها در باز شدن RBD و یکپارچگی زیرواحد S1-S2 پس از برش فورین نقش دارند. کاهش پردازش گلیکان در این مکان‌ها می‌تواند در عملکرد سنبله و بیماری‌زایی انواع مختلف نقش داشته باشد.
usechatgpt init موفقیت
*اطلاعیه مهم: bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان مورد بررسی قرار نگرفته‌اند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.