SARS-CoV-2: differenze tra le versioni

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Al 22 gennaio 2020, un gruppo cinese che lavorava con il genoma virale completo e un gruppo statunitense che utilizzava metodi di genetica inversa, hanno dimostrato indipendentemente che ACE2 era in grado di agire da recettore per SARS-CoV-2.<ref name="NatureZhou" /><ref name="Letco22Jan2020">{{Cita pubblicazione|coautori=Letko M, Munster V|titolo=Functional assessment of cell entry and receptor usage for lineage B β-coronaviruses, including 2019-nCoV|data=gennaio 2020 |rivista=[[bioRxiv]] |tipo=preprint |doi=10.1101/2020.01.22.915660 }}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|coautori= Letko M, Marzi A, Munster V |titolo= Functional assessment of cell entry and receptor usage for SARS-CoV-2 and other lineage B betacoronaviruses |rivista= Nature Microbiology |data= febbraio 2020 | pmid = 32094589 | doi = 10.1038/s41564-020-0688-y }}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|coautori=((El Sahly HM))|titolo=Genomic Characterization of the 2019&nbsp;Novel Coronavirus |url=https://www.jwatch.org/na50823/2020/02/06/genomic-characterization-2019-novel-coronavirus |rivista=[[The New England Journal of Medicine]] |accesso=9 febbraio 2020}}</ref><ref name="Gralinski2020">{{Cita pubblicazione|coautori= Gralinski LE, Menachery VD |titolo= Return of the Coronavirus: 2019-nCoV |rivista= Viruses |volume= 12 |numero= 2 |pp= 135 |data= gennaio 2020 | pmid = 31991541 | doi = 10.3390/v12020135 }}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|coautori= Lu R, Zhao X, Li J, Niu P, Yang B, Wu H, Wang W, Song H, Huang B, Zhu N, Bi Y, Ma X, Zhan F, Wang L, Hu T, Zhou H, Hu Z, Zhou W, Zhao L, Chen J, Meng Y, Wang J, Lin Y, Yuan J, Xie Z, Ma J, Liu WJ, Wang D, Xu W, Holmes EC, Gao GF, Wu G, Chen W, Shi W, Tan W |titolo= Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding |rivista= [[The Lancet]] |volume= 395 |numero= 10224 |pp= 565–574 |data= febbraio 2020 | pmid = 32007145 | doi = 10.1016/S0140-6736(20)30251-8 }}</ref> Gli studi hanno dimostrato che il SARS-CoV-2 ha un'affinità più elevata con ACE2 umano rispetto al SARS-CoV.<ref name="SCI-20200219">{{Cita pubblicazione|coautori= Wrapp D, Wang N, Corbett KS, Goldsmith JA, Hsieh CL, Abiona O, Graham BS, McLellan JS |titolo= Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation |rivista= Science |volume= 367 |numero= 6483 |pp= 1260–1263 |data= febbraio 2020 | pmid = 32075877 | doi = 10.1126/science.abb2507 | bibcode = 2020Sci...367.1260W }}</ref>
 
La proteina S puòè essere divisasuddivisa in due subunità S1 e S2, la subunità S1 contiene il dominio di unione al recettore (DUR) ed è responsabile dell'attacco iniziale del virus alla cellula, tramite unione S1-recettore cellulare, mentre la subunità S2 è responsabile della fusione nella membrana cellulare per l'inserimento del RNA virale all'interno. Nei virus maturi la proteina S è presente come un trimero a forma di fungo con un DUR localizzato su ognuna delle tre subunità S1 che fanno da testa poggiando su uno stelo molto flessibile<ref name="science.sciencemag.org">{{Cita pubblicazione|nome=Beata|cognome=Turoňová|nome2=Mateusz|cognome2=Sikora|nome3=Christoph|cognome3=Schürmann|data=18 agosto 2020|titolo=In situ structural analysis of SARS-CoV-2 spike reveals flexibility mediated by three hinges|rivista=Science|lingua=en|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1126/science.abd5223|url=https://science.sciencemag.org/content/early/2020/08/17/science.abd5223}}</ref> composto dalle subunità S2. Le proteine S appaiono distribuite aleatoriamente sulla superficie virale.<ref name="science.sciencemag.org"/> I DUR cambiano continuamente tra posizione alzata e sdraiata. A differenza della proteina S del SARS-CoV in cui i DUR sono preferibilmente in posizione alzata<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yuan|cognome=Yuan|nome2=Duanfang|cognome2=Cao|nome3=Yanfang|cognome3=Zhang|data=10 aprile 2017|titolo=Cryo-EM structures of MERS-CoV and SARS-CoV spike glycoproteins reveal the dynamic receptor binding domains|rivista=Nature Communications|volume=8|numero=1|pp=15092|lingua=en|accesso=14 settembre 2020|doi=10.1038/ncomms15092|url=https://www.nature.com/articles/ncomms15092}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Miao|cognome=Gui|nome2=Wenfei|cognome2=Song|nome3=Haixia|cognome3=Zhou|data=23 dicembre 2016|titolo=Cryo-electron microscopy structures of the SARS-CoV spike glycoprotein reveal a prerequisite conformational state for receptor binding|rivista=Cell Research|volume=27|numero=1|pp=119–129|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1038/cr.2016.152|url=http://dx.doi.org/10.1038/cr.2016.152}}</ref>, la proteina S del SARS-CoV-2 mantiene prevalentemente i DUR in posizione sdraiata.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Alexandra C.|cognome=Walls|nome2=Young-Jun|cognome2=Park|nome3=M. Alejandra|cognome3=Tortorici|data=2020-04|titolo=Structure, Function, and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein|rivista=Cell|volume=181|numero=2|pp=281–292.e6|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1016/j.cell.2020.02.058|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Daniel|cognome=Wrapp|nome2=Nianshuang|cognome2=Wang|nome3=Kizzmekia S.|cognome3=Corbett|data=19 febbraio 2020|titolo=Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation|rivista=Science|volume=367|numero=6483|pp=1260–1263|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1126/science.abb2507|url=http://dx.doi.org/10.1126/science.abb2507}}</ref> Questo spiega il fatto che nonostante il DUR del SARS-CoV-2 mostri maggiore affinità per l'ACE, la sua minore accessibilità fa risultare una affinità d'unione SARS-CoV-2-ACE comparabile o minore dell'affinità SARS-CoV-ACE. Ma questa caratteristica di avere un DUR più nascosto rende più facile l'evasione dall'immunosorveglianza dell'organismo ospite.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Jian|cognome=Shang|nome2=Yushun|cognome2=Wan|nome3=Chuming|cognome3=Luo|data=26 maggio 2020|titolo=Cell entry mechanisms of SARS-CoV-2|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=117|numero=21|pp=11727–11734|accesso=27 agosto 2020|doi=10.1073/pnas.2003138117|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7260975/}}</ref>
 
Come le proteine di fusione di molti altri virus, la proteina S è attivata da [[proteasi]] cellulari presenti sulla superfice delle cellule umane . L'ativazione di tale proteina del SARS-CoV-2 è un processo che richiede il taglio proteolitico in due distinti punti, S1/S2 e S2', che genera separa le due subunità S1 e S2 che però rimangono unite non covalentemente<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Berend Jan|cognome=Bosch|nome2=Willem|cognome2=Bartelink|nome3=Peter J. M.|cognome3=Rottier|data=2008-9|titolo=Cathepsin L Functionally Cleaves the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Class I Fusion Protein Upstream of Rather than Adjacent to the Fusion Peptide|rivista=Journal of Virology|volume=82|numero=17|pp=8887–8890|accesso=2020-11-26|doi=10.1128/JVI.00415-08|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2519682/}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Sandrine|cognome=Belouzard|nome2=Victor C.|cognome2=Chu|nome3=Gary R.|cognome3=Whittaker|data=2009-04-07|titolo=Activation of the SARS coronavirus spike protein via sequential proteolytic cleavage at two distinct sites|rivista=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=106|numero=14|pp=5871–5876|accesso=2020-11-26|doi=10.1073/pnas.0809524106|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2660061/}}</ref>. Il taglio al sito S2' appena sopra il peptite idrofilo di fusione sembra sia responsabile dell'inizio del attività di fusione membranica<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Ikenna G.|cognome=Madu|nome2=Shoshannah L.|cognome2=Roth|nome3=Sandrine|cognome3=Belouzard|data=2009-8|titolo=Characterization of a Highly Conserved Domain within the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Spike Protein S2 Domain with Characteristics of a Viral Fusion Peptide|rivista=Journal of Virology|volume=83|numero=15|pp=7411–7421|accesso=2020-11-26|doi=10.1128/JVI.00079-09|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2708636/}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Alexandra C.|cognome=Walls|nome2=M. Alejandra|cognome2=Tortorici|nome3=Berend-Jan|cognome3=Bosch|data=2016|titolo=Cryo-electron microscopy structure of a coronavirus spike glycoprotein trimer|rivista=Nature|volume=531|numero=7592|pp=114–117|accesso=2020-11-26|doi=10.1038/nature16988|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5018210/}}</ref>.
 
[[File:Rappresentazione schematica spinula del SARS-CoV-2.png|frame|destra|Rappresentazione schematica della proteina S con la descrizine delle subunità S1, S2 e S2'.
S1/S2 e S2': siti di taglio; PF: peptide di fusione, TM: dominio transmembranico, N- e C-: N-terminale e C-terminale]]
 
Una variante della proteina S originale di Wuhan, nota come D614G già individuata nei primi mesi del 2020 ha iniziato a prendere piede in Europa per poi diffondersi successivamente in [[Nord America]], [[Oceania]] e [[Asia]] per diventare progressivamente a partire da marzo la più diffusa al mondo<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bette|cognome=Korber|nome2=Will M.|cognome2=Fischer|nome3=Sandrasegaram|cognome3=Gnanakaran|data=2020-08-20|titolo=Tracking Changes in SARS-CoV-2 Spike: Evidence that D614G Increases Infectivity of the COVID-19 Virus|rivista=Cell|volume=182|numero=4|pp=812–827.e19|lingua=English|accesso=2020-11-24|doi=10.1016/j.cell.2020.06.043|url=https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(20)30820-5}}</ref>. Tale mutazione derivata da una [[Mutazione genetica|mutazione missenso]] nel gene codificante la proteina S, risultante nel cambio di un amminoacido [[aspartato ]] a una [[glicina]] nella posizine 614<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Sandra|cognome=Isabel|nome2=Lucía|cognome2=Graña-Miraglia|nome3=Jahir M.|cognome3=Gutierrez|data=2020-08-20|titolo=Evolutionary and structural analyses of SARS-CoV-2 D614G spike protein mutation now documented worldwide|rivista=Scientific Reports|volume=10|numero=1|pp=14031|lingua=en|accesso=2020-11-24|doi=10.1038/s41598-020-70827-z|url=https://www.nature.com/articles/s41598-020-70827-z}}</ref>. La prevalsa sul ceppo iniziale è stata spiegata nonostante la variante D614G presenti una morfologia e capacità neutralizzante simile alla variante di Wuhan, ha mostrato in esperimenti animali una aumentata velocità di trasmissione pur mantenendo una simile carica virale e grado di malattia causata<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yixuan J.|cognome=Hou|nome2=Shiho|cognome2=Chiba|nome3=Peter|cognome3=Halfmann|data=2020-11-12|titolo=SARS-CoV-2 D614G variant exhibits efficient replication ex vivo and transmission in vivo|rivista=Science|lingua=en|accesso=2020-11-24|doi=10.1126/science.abe8499|url=https://science.sciencemag.org/content/early/2020/11/11/science.abe8499}}</ref>.La variante D614G oltre al cambio nella posizione 614 è accompagnata nella maggiorparte dei casi da altre 3 mutazioni ed è stata considerata dall'agosto 2020 la forma mondiale dominante<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Bette|cognome=Korber|nome2=Will M.|cognome2=Fischer|nome3=Sandrasegaram|cognome3=Gnanakaran|data=2020-08-20|titolo=Tracking Changes in SARS-CoV-2 Spike: Evidence that D614G Increases Infectivity of the COVID-19 Virus|rivista=Cell|volume=182|numero=4|pp=812–827.e19|lingua=English|accesso=2020-11-24|doi=10.1016/j.cell.2020.06.043|url=https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(20)30820-5}}</ref>.
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