Роль мутаций в нуклеопротеинах SARS-CoV-2

Учёные из ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН совместно с зарубежными коллегами показали, что человеческие белки 14-3-3, известные своей ролью в репликации многих вирусов, по-разному связываются с наиболее часто мутирующими регуляторными участками нуклеопротеинов (N-белка) вируса SARS-CoV-2.

Предположительно, результат этой корреляции меняет как жизненный цикл вируса, так и зависящие от 14-3-3 функции клетки. Сила взаимодействия 14-3-3 и N-белка сильно зависит от мутаций в определённых участках последнего. Результаты исследования, опубликованные в Journal of Molecular Biology, могут быть полезны для разработки лекарств против новых штаммов коронавируса.

Нуклеокапсидный белок (нуклеопротеин или N-белок) характерен для одноцепочечных РНК-вирусов, включая коронавирусы, и отвечает за репликацию, упаковку и хранение вирусного генома. Его структура имеет центральную регуляторную часть, состоящую примерно из 30 аминокислотных остатков (в основном остатков серина и аргинина, так называемый SR-богатый регион), где специальные клеточные ферменты переносят фосфатные группы с молекул АТФ (фосфорилируют их).

Такие модификации запускают связывание N-белка с человеческими белками 14-3-3. Белки 14-3-3 участвуют в ряде ключевых клеточных процессов: регулируют активность белков-партнёров, их внутриклеточное распределение и взаимодействие друг с другом, вовлекаясь таким образом в регуляцию клеточного цикла, метаболизма, активности генов и гибели клеток (апоптоза).

В новой работе авторы обнаружили, что белки 14-3-3 сайт-селективно распознают один из двух фосфорилированных псевдоповторов в SR-регионе нуклеопротеина SARS-CoV-2: с центром в Ser197 (идентифицирован ранее) и новый сайт с центром в Thr205. Интересно, что сила связывания (аффинность) второго участка оказалась выше для всех членов семейства 14-3-3.

Структурный анализ привёл к выводу, что остатки Ser197 и Thr205 в N-белке расположены слишком близко друг к другу, чтобы позволить 14-3-3 связать оба одновременно. Благодаря взаимодействию с 14-3-3 регуляторный SR-регион N-белка может быть защищён от клеточных ферментов, способных влиять на жизненный цикл клетки, удаляя фосфатные группы.

Таким образом, мутации в N-белке коронавируса влияют на эффективность связывания с 14-3-3. Именно неупорядоченные регионы, особенно чувствительные к мутациям, играют роль в этом взаимодействии.