Onderzoekers van de Kanazawa Universiteit rapporteren in het Journal of Physical Chemistry Letters snelle atoomkrachtmicroscopiestudies die licht werpen op de mogelijke rol van het open reading frame 6 (ORF6) eiwit bij COVID-19-symptomen.

Hoewel veel landen over de hele wereld uitstel ervaren van de intense verspreiding van SARS-CoV-2-infecties die aan het begin van het decennium tot tragische ziektecijfers en meerdere nationale lockdowns hebben geleid, blijven er nog steeds gevallen van infectie bestaan.

Een beter begrip van de mechanismen die het virus in het lichaam in stand houden, zou kunnen helpen effectievere behandelingen te vinden tegen ziekten veroorzaakt door de ziekte, en ons te wapenen tegen toekomstige uitbraken van soortgelijke infecties. Met dit in gedachten is er veel belangstelling voor de aanvullende eiwitten die het virus produceert om het te helpen gedijen in het lichaam.

“Net als andere virussen brengt SARS-CoV-2 een reeks aanvullende eiwitten tot expressie om de gastheeromgeving te herprogrammeren om de replicatie en overleving ervan te bevorderen”, leggen Richard Wong van de Kanazawa Universiteit en Noritaka Nishida van de Chiba Universiteit en hun collega’s uit in deze nieuwste versie. rapport. Onder deze hulpeiwitten bevindt zich ORF6.

Eerdere studies hebben gesuggereerd dat ORF6 de functie van interferon 1 (IFN-I), een bepaald type klein eiwit dat in het immuunsysteem wordt gebruikt, verstoort, wat de gevallen van asymptomatische infectie met SARS-CoV2 kan verklaren. Er zijn ook aanwijzingen dat ORF6 ervoor zorgt dat bepaalde eiwitten in het cytoplasma worden vastgehouden, terwijl het mRNA-transport vanuit de cel wordt verstoord, wat een middel kan zijn om IFN-I-signalering te remmen. Het mechanisme voor deze eiwitretentie en verstoring van het transport was echter niet duidelijk.

Om licht te werpen op deze mechanismen, onderzochten de onderzoekers eerst welke aanwijzingen verschillende softwareprogramma's zouden kunnen geven over de structuur van ORF6. Deze wezen op de waarschijnlijke aanwezigheid van verschillende intrinsiek ongeordende regio's. Metingen van kernmagnetische resonantie bevestigden ook de aanwezigheid van een zeer flexibel ongeordend segment.

Hoewel het machine learning-algoritme AlphaFold2 zeer nuttig is gebleken om te bepalen hoe eiwitten vouwen, beperkt de aanwezigheid van deze intrinsiek ongeordende gebieden het gebruik ervan voor het vaststellen van de structuur van ORF6, dus gebruikten de onderzoekers hogesnelheidsatomaire krachtmicroscopie (HS-AFM). in staat om structuren te identificeren door de topografie van samples te detecteren, zoals de naald van een platenspeler door de groeven in vinyl gaat.

Met behulp van HS-AFM stelden de onderzoekers vast dat ORF 6 voornamelijk de vorm heeft van ellipsvormige filamenten van oligomeren:reeksen van zich herhalende moleculaire eenheden, maar korter dan polymeren. De lengte en omtrek van deze filamenten was het grootst bij 37°C en het minst bij 4°C, dus de aanwezigheid van koorts zou gunstig kunnen zijn voor de productie van grotere filamenten. Substraten gemaakt van lipiden (vetverbindingen) stimuleerden ook de vorming van grotere oligomeren.

Omdat HS-AFM zo snel beelden vastlegt, was het mogelijk om niet alleen de structuren te begrijpen, maar ook een deel van de dynamiek van het ORF6-gedrag, inclusief cirkelvormige beweging, eiwitassemblage en flipping. Bovendien bleek uit verdere computeranalyse ook dat de filamenten de neiging hadden zich te aggregeren tot amyloïden, zoals aangetroffen bij sommige neurodegeneratieve ziekten, en dat dit kan leiden tot complicaties bij de symptomen van COVID-19. Zoals de onderzoekers benadrukken, werkt deze samenvoeging "om een ​​groot aantal gastheereiwitten effectief te sekwestreren, met name transcriptiefactoren die betrokken zijn bij IFN-I-signalering."

Omdat deze filamenten uiteenvallen in de aanwezigheid van bepaalde alcoholen, ureum of natriumdodecylsulfaat, concluderen Wong, Nishida en hun collega's dat het eiwit grotendeels bij elkaar wordt gehouden door hydrofobe interacties. “Potentiële kandidaat-medicijnen die ORF6-aggregaten dissociëren door hydrofobe interacties te verstoren, moeten in de nabije toekomst worden overwogen en getest om hun therapeutische waarde bij de behandeling en behandeling van COVID-19 te evalueren”, aldus de onderzoekers.

Meer informatie: Goro Nishide et al, Nanoscopische opheldering van spontane zelfassemblage van ernstig acuut ademhalingssyndroom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Open Reading Frame 6 (ORF6) eiwit, The Journal of Physical Chemistry Letters (2023). DOI:10.1021/acs.jpclett.3c01440

Journaalinformatie: Journal of Physical Chemistry Letters

Aangeboden door Kanazawa Universiteit