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Jun 27, 2023

SARS

Virology Journal volume 19、記事番号: 193 (2022) この記事を引用 1540 アクセス 2 Altmetric Metrics の詳細 重症急性呼吸器症候群を原因とする世界的なパンデミックが進行中

Virology Journal volume 19、記事番号: 193 (2022) この記事を引用

1540 アクセス

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) による世界的なパンデミックが進行中です。 SARS-CoV-2のゲノムには、その前身であるSARS-CoVと同様に、感染中に活動するウイルスと宿主の相互作用に関与し、病因に寄与すると考えられるアクセサリータンパク質をコードするオープンリーディングフレームが含まれています。 これらのアクセサリータンパク質の 1 つは 7b で、残基は 44 (SARS-CoV) と 43 (SARS-CoV-2) のみです。 これには、完全に保存されていると予測される膜貫通ドメインが 1 つあり、これは機能的役割を示唆していますが、ほとんどの変動は予測された細胞質 C 末端に含まれています。 SARS-CoVでは、感染細胞内で7bタンパク質が発現しており、ゴルジ局在化には膜貫通ドメインが必要かつ十分であった。 また、抗p7b抗体はSARS-CoV回復期患者の血清からも検出されている。 本研究では、SARS-2 7b タンパク質がイオンチャネル活性を持つオリゴマーを形成するという仮説を調査しました。 我々は、どちらの SARS ウイルスでも 7b がほぼ完全にα-ヘリックスであり、単一の膜貫通ドメインを持っていることを示します。 SDS では、7b はモノマーからテトラマーまでのさまざまなオリゴマーを形成しますが、還元剤にさらされた場合はモノマーのみになります。 平衡モードと速度モードの両方で SDS ゲル電気泳動と分析用超遠心分離 (AUC) を組み合わせると、二量体-四量体平衡が示唆されますが、還元剤の存在下では単量体-二量体-四量体平衡が示唆されます。 このデータは、ジスルフィド結合した二量体が存在する可能性はあるものの、四量体を形成するのに必須ではないことを示唆しています。 SARS-2 7b モデルにペンタマーまたはそれ以上のオリゴマーが含まれると、フィッティングの品質に悪影響を及ぼしました。 この関連性の予備モデルは AlphaFold2 で生成され、モデル脂質膜の存在下で 2 つの代替モデルが分子動力学シミュレーションにさらされました。 ただし、2 つのモデルのどちらも、イオンの明らかな経路を提供しませんでした。 これを確認するために、平面二重層電気生理学を使用して SARS-2 p7b を研究しました。 モデル膜に p7b を添加すると、時折膜透過性が生じましたが、これは α ヘリックスの四量体集合体で作られた真正のイオンチャネルとは一致しませんでした。

コロナウイルス（CoV）は、人間の呼吸器疾患を引き起こす脊椎動物の病原体であり、通常は気道や腸に影響を与えます。 それらは人間に風邪の症状を引き起こし、鳥や哺乳類にさまざまな致死性の病気を引き起こすことが知られています[1]。 しかし、2003年、重症急性呼吸器症候群（SARS-CoV）[2]（以下SARSと呼ぶ）の原因となるウイルスは、感染者8,098名、死亡者774名（死亡率10％）というほぼパンデミックを引き起こした[3]。 現在、SARS-CoV-2 (以下、SARS-2) によって引き起こされるコロナウイルス感染症 19、すなわち COVID-19 (https://www.who.int/health-topics/coronavirus) の世界的なパンデミックが発生しています [4]。この原稿を書いている時点で進行中であり、4億1千万人が感染し、600万人以上が死亡している[5]。 SARS-2 タンパク質と宿主相互作用において、薬学的に利用可能なすべての可能な治療標的を緊急に探索することが重要です [6]。 CoV はコロナウイルス科、コロナウイルス亜科に属し、4 つの属に分類されます [7]。 新型コロナウイルスのゲノムでは、最初の 3 分の 2 が非構造遺伝子をコードしています。 オープンリーディングフレーム ORF1a および ORF1b はポリタンパク質 pp1a および pp1ab を生成し、これらは 16 の非構造タンパク質 (nsp1 ～ 16) に加工されます。 ゲノムの最後の 3 分の 1 には、構造タンパク質 (スパイク (S)、エンベロープ (E)、膜 (M)、核タンパク質 (N)) の ORF と、数と配列が異なるその他のいわゆる「アクセサリー」タンパク質が存在します。同じ系統に属する新型コロナウイルス間でも同様である[8、9、10]。

SARS-CoV に特異的なのは、アクセサリータンパク質をコードする 8 つの ORF、すなわち ORF 3a、3b、6、7a、7b、8a、8b、および 9b です [11、12]。 これらのタンパク質は、インビトロでのウイルス複製には必須ではないと考えられている[13、14、15]が、これらのいくつかはインビボでの感染中のウイルスと宿主の相互作用に関与していることが判明している[13、16]。 アクセサリータンパク質は、自然宿主内のウイルスに生物学的利点を与え、病因に寄与する可能性があります [11]。 SARS では、タンパク質 7b (以降 p7b) は、SARS-CoV sgRNA7 に存在する 2 番目の ORF からのリーキー スキャンによって翻訳されると予測され [17]、感染した Vero 細胞で発現が確認されました [18]。 SARS 患者の組織サンプルにおける p7b の発現を検出する実験は行われていませんが、SARS 回復期患者の血清中に抗 p7b 抗体が存在することは、p7b が生体内で発現している可能性が高いことを示しています [19]。精製されたビリオン中に存在します[18]。 SARS では、p7b は 44 アミノ酸長で、膜を貫通すると予測される、内腔の N 末端と細胞質の C 末端を持つ疎水性の高いポリペプチドを持っています [18]。 p7b の局在は p7a の局在と類似しており、SARS 感染細胞と 7b cDNA でトランスフェクトされた細胞の両方のゴルジ コンパートメント全体に見られます [18]。 これは SARS ビリオンに組み込まれますが、トランスフェクトされた細胞の細胞表面では検出されません [18]。 p7b の膜貫通ドメイン、特に残基 21 ～ 23 および 27 ～ 30 は、そのゴルジ局在化に必要かつ十分であることが判明しました [20]。 SARS ORF7b は、in vitro または in vivo での複製に必須であることはわかっていません [15、18、21]。 しかし、2003 年の SARS 発生時に分離されたプロトタイプ ウイルス (フランクフルト I 株) [22] には、ORF7b の膜貫通ドメインに 45 塩基の欠失があり、一部の細胞では複製上の利点があり [23]、p7b の役割を弱めることが示唆されています。 また、SARS-CoV sgRNA7 に特異的な siRNA を使用した研究では、7a、7b、8a、および 8b の発現のサイレンシングが示され [24]、p7a/p7b (および p8a/p8b) が SARS 複製サイクル中に特定の役割を果たす可能性があることが示されました。 p7b が感染細胞にアポトーシスを誘導できることが示されています [25]が、ウイルスの生活環におけるこれの重要性は明らかではありません [26]。