Hispanopedia WikiLa Nsp12 es una proteína no estructural del genoma del coronavirus . Su gen forma parte del marco de lectura ORF1ab y forma parte de la poliproteína pp1ab; es escindida por 3CL pro . [1]
La nsp12 es una subunidad multidominio: consta de un dominio de extensión específico del nidovirus (NiRAN) N-terminal , un dominio de interfaz y un dominio de ARN-polimerasa dependiente de ARN C-terminal . La porción N-terminal de la nsp12 del SARS-CoV-2 contiene además una horquilla β que se encuentra intercalada entre el dominio NiRAN y el RdRp. [2]
El coronavirus nsp12 también desempeña un papel en la evasión inmunitaria del huésped; las investigaciones han demostrado que el nsp12 inhibe la translocación nuclear de IRF3 . [3]
Dominio RdRp
El dominio de la ARN polimerasa dependiente de ARN de nsp12 es C-terminal. En el SARS-CoV-2, el dominio abarca los residuos 366 a 920. [4] La estructura del dominio RdRp comparte características estructurales comunes con las ARN polimerasas eucariotas : la estructura consiste en una mano derecha ahuecada con subdominios denominados dedos, palmas y pulgares. [1] La actividad de RdRp depende de dos iones de zinc clave y motivos de unión a metales conservados de una histidina y dos cisteínas cada uno. [2]
El sitio activo tiene siete motivos catalíticos que están etiquetados de A a G. El motivo B actúa como una bisagra que permite que el sitio activo se asocie con el ARN molde y el motivo F interactúa directamente con el grupo fosfato de los nucleótidos libres entrantes. [2]
RdRp tiene que interactuar con el ARN , que tiene carga negativa, por lo que múltiples subdominios, incluido el sitio de entrada del cebador-molde, el sitio de entrada de NTP y las rutas de salida de la cadena de ARN, contienen residuos con carga positiva. [2] RdRp es única entre las ARN polimerasas del huésped en que tiene que asociarse con el ARN en lugar del ADN, muchos residuos de RdRp interactúan con las bases del ARN a través de grupos 2'-OH en el anillo de ribosa, lo que proporciona una posible explicación estructural de su especificidad para el ARN. [4]
El coronavirus nsp12 no puede funcionar de forma independiente; tiene dos proteínas cofactores esenciales, nsp7 y nsp8, que forman un complejo de replicación y transcripción (RTC). [5] Los estudios estructurales del RTC indican que nsp7 y nsp8 forman un hexadecámero 8:8 que actúa como primasa para iniciar la replicación viral. [6]
Si bien la nsp12 está relativamente bien conservada en las distintas especies virales del coronavirus , existen diferencias bioquímicas y estructurales entre el dominio RdRp del SARS-CoV y el del SARS-CoV-2. El RdRp del SARS-CoV-2 tiene una actividad enzimática y una estabilidad térmica menores que el dominio RdRp del SARS-CoV . [7]
Ataque de Remdesivir
La Nsp12 se investiga como un objetivo para los fármacos antivirales, ya que está altamente conservada estructuralmente en virus y cepas relacionadas, y no hay proteínas humanas con una homología estructural cercana. [2] La aparición del SARS-CoV-2 y la enfermedad COVID19 asociada condujo a la investigación del Remdesivir como un fármaco antiviral para el SARS-CoV-2. El Remdesivir es un análogo de nucleósido que puede competir con el ATP para incorporarse a la cadena de ARN y terminar prematuramente la síntesis de ARN. [5]
Dominio NiRAN
El coronavirus nsp12 tiene un dominio de nucleotidiltransferasa asociada a RdRp (NiRAN) en el extremo N-terminal, que es esencial para la replicación viral. El dominio NiRAN es capaz de transferir nucleótidos como grupos funcionales y contiene tres motivos clave llamados A, B y C con siete residuos invariantes. [8]
La función biológica del dominio NiRAN de nsp12 no está tan bien caracterizada como la de RdRp, pero investigaciones recientes han dilucidado un posible papel del dominio NiRAN en la protección del ARN viral. Se ha demostrado que una proteína no estructural adicional, nsp9, se asocia con nsp12. [9] Además, se ha demostrado que la forma biológicamente activa de nsp9 es capaz de unirse a ácidos nucleicos con preferencia por el ARN monocatenario [10] y puede escindir trifosfatos de nucleótidos y transferir los monofosfatos de nucleótidos resultantes a sustratos proteicos en un proceso llamado NMPilación. [9] Park y sus colegas demostraron que el dominio NiRAN del SARS-CoV-2 puede escindir un pirofosfato del extremo de un genoma de ARN sin protección y transferir el ARN monofosforilado a nsp9 para ARNilarlo. [11] El dominio puede luego transferir el ARN monofosforilado de nsp9 a un difosfato de guanidina (GDP) para formar la estructura de tapa inicial para el SARS-CoV-2. [11]
Referencias
- ^ ab Snijder, EJ; Decroly, E.; Ziebuhr, J. (2016), "Las proteínas no estructurales que dirigen la síntesis y el procesamiento del ARN del coronavirus", Advances in Virus Research , 96 , Elsevier: 59–126, doi :10.1016/bs.aivir.2016.08.008, ISBN 978-0-12-804736-1, PMC 7112286 , PMID 27712628
- ^ abcde Jiang, Yi; Yin, Wanchao; Xu, H. Eric (29 de enero de 2021). "ARN polimerasa dependiente de ARN: estructura, mecanismo y descubrimiento de fármacos para la COVID-19". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 538 : 47–53. doi :10.1016/j.bbrc.2020.08.116. ISSN 0006-291X. PMC 7473028. PMID 32943188 .
- ^ Wang, Wenjing; Zhou, Zhuo; Xiao, Xia; Tian, Zhongqin; Dong, Xiaojing; Wang, Conghui; Li, Li; Ren, Lili; Lei, Xiaobo; Xiang, Zichun; Wang, Jianwei (abril de 2021). "SARS-CoV-2 nsp12 atenúa la producción de interferón tipo I al inhibir la translocación nuclear IRF3". Inmunología celular y molecular . 18 (4): 945–953. doi :10.1038/s41423-020-00619-y. ISSN 1672-7681. PMC 7907794 . PMID 33637958.
- ^ ab Yin, Wanchao; Mao, Chunyou; Luan, Xiaodong; Shen, Dan-Dan; Shen, Qingya; Su, Haixia; Wang, Xiaoxi; Zhou, Fulai; Zhao, Wenfeng; Gao, Minqi; Chang, Shenghai; Xie, Yuan-Chao; Tian, Guanghui; Jiang, He-Wei; Tao, Sheng-Ce (26 de junio de 2020). "Base estructural para la inhibición de la ARN polimerasa dependiente de ARN del SARS-CoV-2 por remdesivir". Ciencia . 368 (6498): 1499-1504. Código Bib : 2020 Ciencia... 368.1499Y. doi : 10.1126/ciencia.abc1560. ISSN 0036-8075. PMC 7199908 . PMID 32358203.
- ^ ab Ionescu, Mihaela Ileana (1 de diciembre de 2020). "Una descripción general de las estructuras cristalizadas del SARS-CoV-2". The Protein Journal . 39 (6): 600–618. doi :10.1007/s10930-020-09933-w. ISSN 1875-8355. PMC 7584483 . PMID 33098476.
- ^ Zhai, Yujia; Sun, Fei; Li, Xuemei; Pang, Hai; Xu, Xiaoling; Bartlam, Mark; Rao, Zihe (noviembre de 2005). "Información sobre la transcripción y replicación del SARS-CoV a partir de la estructura del hexadecámero nsp7-nsp8". Nature Structural & Molecular Biology . 12 (11): 980–986. doi :10.1038/nsmb999. ISSN 1545-9993. PMC 7096913 . PMID 16228002.
- ^ Peng, Qi; Peng, Ruchao; Yuan, Bin; Zhao, Jingru; Wang, Min; Wang, Xixi; Wang, Qian; Sol, Yan; Fan, Zheng; Qi, Jianxun; Gao, George F.; Shi, Yi (16 de junio de 2020). "Caracterización estructural y bioquímica del complejo polimerasa central nsp12-nsp7-nsp8 del SARS-CoV-2". Informes celulares . 31 (11): 107774. doi : 10.1016/j.celrep.2020.107774. ISSN 2211-1247. PMC 7260489 . PMID 32531208.
- ^ Gorbalenya, Alexander E.; Enjuanes, Luis; Ziebuhr, John; Snijder, Eric J. (abril de 2006). "Nidovirales: Evolución del genoma del virus ARN más grande". Investigación de virus . 117 (1): 17–37. doi :10.1016/j.virusres.2006.01.017. PMC 7114179 . PMID 16503362.
- ^ ab Slanina, Heiko; Madhugiri, Ramakanth; Bylapudi, Ganesh; Schultheiß, Karin; Karl, Nadja; Gulyaeva, Anastasia; Gorbalenya, Alexander E.; Linne, Uwe; Ziebuhr, John (9 de febrero de 2021). "Complejo de replicación-transcripción del coronavirus: NMPilación vital y selectiva de un sitio conservado en nsp9 por la subunidad NiRAN-RdRp". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 118 (6): e2022310118. Código Bibliográfico :2021PNAS..11822310S. doi : 10.1073/pnas.2022310118 . ISSN 0027-8424. PMC 8017715 . Número de modelo: PMID33472860.
- ^ Ponnusamy, Rajesh; Moll, Ralf; Weimar, Thomas; Mesters, Jeroen R.; Hilgenfeld, Rolf (28 de noviembre de 2008). "Modos de oligomerización variables en la proteína no estructural 9 del coronavirus". Revista de biología molecular . 383 (5): 1081–1096. doi :10.1016/j.jmb.2008.07.071. ISSN 0022-2836. PMC 7094590 . PMID 18694760.
- ^ ab Park, Gina J.; Osinski, Adán; Hernández, Genaro; Eitson, Jennifer L.; Majumdar, Abir; Tonelli, Marco; Henzler-Wildman, Katie; Pawłowski, Krzysztof; Chen, Zhe; Li, Yang; Schoggins, John W.; Tagliabracci, Vincent S. (9 de agosto de 2022). "El mecanismo de limitación del ARN por el SARS-CoV-2". Naturaleza . 609 (7928): 793–800. Código Bib :2022Natur.609..793P. doi :10.1038/s41586-022-05185-z. ISSN 0028-0836. PMC 9492545 . PMID 35944563.