Data epidemiologi pada masa ini mengatakan bahawa: SARS-CoV-2 terdapat di lebih dari 200 negara di dunia, kira-kira 113 juta orang telah jatuh sakit dengan COVID-19 di seluruh dunia (Februari 2021) dan, di antaranya, tidak ada 2.5 juta meninggal dunia.
SARS-CoV-2 adalah virus yang terutama mempengaruhi saluran pernafasan, menyebabkan gejala seperti batuk, selesema, demam dan, dalam kes yang teruk, kesukaran bernafas; kadang-kadang, bagaimanapun, ia juga boleh menyebabkan keradangan sistemik, menyebabkan sepsis, kegagalan jantung dan disfungsi pelbagai organ.
Jangkitan SARS-CoV-2 sangat berbahaya bagi individu yang berusia lebih dari 60 tahun, bagi mereka yang mempunyai penyakit kronik (contohnya: diabetes, penyakit arteri koronari) dan bagi orang yang menjalani terapi dengan ubat-ubatan penekan sistem imun (contohnya: kemoterapi, imunosupresan).
Artikel ini bertujuan untuk menganalisis struktur, genom dan protein SARS-CoV-2, dan memberikan maklumat asas yang berkaitan dengan patogenesis virus.
Untuk maklumat lebih lanjut: SARS-CoV-2: Cara Mengenali Gejala Pertama dan Apa yang Perlu Dilakukan , SARS-CoV-2 adalah virus RNA untai tunggal positif dengan pericapsid (atau sampul surat).
Pericapsid adalah sejenis sampul yang diletakkan di sekitar kapsid beberapa virus; ia terdiri daripada fosfolipid dan glikoprotein.
SARS-CoV-2 memiliki genom 29,881 asas nitrogen, yang memberi kod untuk 9,860 asid amino.
Genom ini dibahagikan kepada gen untuk protein struktur dan gen untuk protein bukan struktur.
Gen protein struktural menyandikan protein lonjakan (disingkat S), protein perikapsid (disingkat E, dari sampul surat), protein membran (disingkat M), dan protein nukleokapsid (disingkat N).
Seperti namanya, protein struktur bergabung untuk membentuk struktur SARS-CoV-2.
Gen untuk protein bukan struktur, sebaliknya, menyandikan protein, seperti protease yang serupa dengan 3-chymotrypsin, protease yang serupa dengan papain atau RNA polymerase yang bergantung pada RNA, yang fungsinya mengatur dan mengarahkan proses replikasi. Dan pemasangan virus.
Berikut adalah penerangan mengenai protein struktur individu, dengan fokus pada protein S, dan protein bukan struktur.
Tahukah anda ...
SARS-CoV-2 berkongsi sekitar 82% genomnya dengan koronavirus SARS-CoV (bertanggungjawab untuk SARS) dan MERS-CoV (bertanggungjawab untuk sindrom pernafasan Timur Tengah).
Untuk mengetahui lebih lanjut: Coronavirus: Apa itu? kemunculan mahkota (maka istilah "Coronavirus").
Protein lonjakan berat 180-200 kDa (baca kiloDalton) dan terdiri daripada 1,273 asid amino.
Spike terdiri daripada dua komponen asid amino utama, yang disebut subunit S1 (14-685) dan subunit S2 (686-1.273):
- Subunit S1 mempunyai urutan asid amino yang dikenali sebagai RBD (singkatan bahasa Inggeris untuk "Domain Pengikat Reseptor", iaitu domain pengikat reseptor), yang penting untuk mengikat virus ke sel-sel inang (iaitu manusia).
- Subunit S2, di sisi lain, adalah lokasi urutan asid amino (fusi peptida, HR1, HR2, domain transmembran dan domain sitoplasma), yang fungsi terakhirnya adalah untuk memilih peleburan dan kemasukan virus ke dalam sel inang.
Dalam keadaan asalnya (iaitu ketika virus tidak menjangkiti sesiapa pun), protein lonjakan adalah dalam bentuk prekursor yang tidak aktif. Namun, apabila virus menemui organisma yang berpotensi untuk dijangkiti, ia segera beralih ke bentuk aktif: protease sel-sel sasaran mencetuskan proses pengaktifan (jadi inang sendiri yang mengaktifkannya!), Yang "mematahkan" " lonjakan dan membentuk subunit S1 dan S2.
Bagaimana Protein Spike SARS-CoV-2 Berfungsi
Fungsi protein spike SARS-CoV-2 adalah kompleks; artikel yang dimaksudkan bertujuan untuk mempermudahnya sebanyak mungkin, sehingga dapat difahami oleh pembaca.
Protein lonjakan sangat penting untuk memulakan proses jangkitan inang; dengan kata lain, ia adalah senjata yang digunakan oleh Novel Coronavirus untuk menyebabkan jangkitan yang dikenali sebagai COVID-19.
Proses jangkitan yang disebabkan oleh lonjakan dapat dibahagikan kepada dua peringkat:
- Pengikatan sel inang. Ini adalah fasa di mana virus menyerang dan mengikat dirinya ke sel-sel organisma yang kemudiannya dijangkiti.
- Penyatuan membran virus (intinya dari virus) dengan membran sel inang. Fasa inilah yang membolehkan virus memasuki sel-sel organisma yang diserang dan menyebarkan genomnya di sana.
Mengikat sel inang
Protein lonjakan mengikat sel inang melalui urutan RBD subunit S1.
Kajian saintifik telah memerhatikan bahawa urutan RBD mengikat sel inang dengan cara "interaksi dengan reseptor ACE2 yang diletakkan di permukaan membran plasma sel itu sendiri.
ACE2 adalah enzim dan homolog dengan ACE, protein yang bertanggungjawab untuk menukar angiotensin 1-9.
Pada manusia, ACE2 dijumpai terutamanya di permukaan membran plasma sel-sel organ seperti paru-paru, usus, jantung dan ginjal.
Setelah subunit S1 terikat dengan ACE2, protein S mula berubah konformasi; acara ini berfungsi untuk menggemari fasa penggabungan dan kemasukan virus ke dalam sel inang.
Pengikatan ACE2 dan perubahan konformasi yang dihasilkan adalah dua aspek asas untuk merealisasikan vaksin terhadap SARS-CoV-2 dan untuk memahami mekanisme antigenisitas dan tindak balas imun yang dilaksanakan oleh tuan rumah.
Namun, ada masalah yang harus dipertimbangkan: mutasi pada subunit S1 dan, khususnya dalam urutan RBD, dapat mengubah cara perubahan konformasi berkembang; akibatnya, ini dapat mempengaruhi ciri antigenik dan vaksin keberkesanan (untuk belajar lebih lanjut mengenai topik ini, kami mengesyorkan membaca artikel yang dikhaskan untuk varian SARS-CoV-2).
Host Sel Fusion
Protein lonjakan menyatukan virus ke sel inang melalui urutan asid amino subunit S2.
Proses peleburan virus berlaku pada gelombang perubahan konformasi protein S yang disebabkan oleh ikatan antara RBD dan reseptor ACE2 host: perubahan konformasi lonjakan, sebenarnya, membawa selaput virus lebih dekat ke membran plasma sel inang , hingga interaksi, perpaduan antara membran dan, akhirnya, penggabungan virus yang dijangkiti.
Sebaik sahaja genom virus berada di dalam sel inang, virus itu mula ditiru dan proses jangkitan dapat dianggap lengkap.
Untuk maklumat lebih lanjut: Spike Protein Mutations: Varian SARS-CoV-2 matang, dengan asid nukleiknya (DNA atau RNA) tertutup dalam kapsul protein, yang disebut kapsid.Kajian dalam hal ini menunjukkan bahawa protein E SARS-CoV-2 adalah viroporin, yang, sekali dalam sel inang, melokalisasikan pada membran radas Golgi dan retikulum endoplasma, untuk memudahkan pemasangan dan pelepasan daripada virion.
Viroporin adalah protein virus yang bertindak sebagai saluran membran di dalam sel inang.
Protein E SARS-CoV-2 sangat mirip dengan SARS-CoV, sementara ia mempunyai beberapa perbezaan dari yang MERS-CoV.
viral, dipanggil protease dan dihasilkan lebih awal oleh virus; protease ini mengurus "memotong" poliprotein pada titik yang tepat, untuk menghasilkan protein bukan struktur tunggal.
Strategi poliprotein (dari mana protein yang lebih kecil diturunkan) sangat biasa di kalangan virus.
Sangat menarik untuk menunjukkan bahawa, sebelum kerja pemotongan, protein yang masih termasuk dalam poliprotein tidak aktif, tidak berfungsi; ia menjadi berfungsi hanya setelah campur tangan protease dan pembelahannya berkaitan dengan rantai asid amino utama.
Fungsi utama protein bukan struktur SARS-CoV-2 adalah menangani transkripsi dan replikasi RNA virus.
Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan bahawa protein ini juga terlibat dalam patogenesis virus.
Protease SARS-CoV-2
Dua protein bukan struktur yang mendasar untuk SARS-CoV-2 adalah, tidak diragukan lagi, protein yang menangani "memotong" poliprotein dan membentuk protein yang berguna untuk transkripsi dan replikasi virus RNA.
Protease ini dikenali sebagai protease seperti 3-chymotrypsin (disingkat 3CLpro) dan protease seperti papain (disingkat PLpro).
Memandangkan protein yang dihasilkan kemudian menyebarkan jangkitan pada inang, protein yang dimaksudkan merupakan sasaran farmakologi yang menarik.
Polimerase bergantung kepada RNA RNA
RNA polimerase yang bergantung kepada RNA adalah protein bukan struktur SARS-CoV-2 yang penting untuk replikasi genom virus yang ditakdirkan untuk virion baru.
Protein bukan struktur ini juga mewakili sasaran farmakologi yang menarik.
tuan rumah dan mengeksploitasi mereka untuk menterjemahkan genomnya sendiri ke dalam RNA dan mencipta protein yang diperlukan untuk meniru bahan genetik yang sama dan untuk pemasangan virion baru.Berdasarkan perkara di atas, peranan penting dalam transkripsi dan replikasi RNA virus adalah milik protein bukan struktur.
Dengan transkripsi dan replikasi genom virus, SARS-CoV-2 mula menyebar di inang, memulakan penyakit berjangkit yang sebenarnya.
Pada fasa ini, virus bertindak pada organisma tuan rumah baik dengan aktiviti sitosidal (iaitu membunuh sel) dan dengan mekanisme imunisasi.
Sejauh yang berkaitan dengan aktiviti sitosidal, bukti menunjukkan bahawa SARS-CoV-2 mendorong apoptosis (kematian sel) dan lisis sel; lebih khusus lagi, virus ini menghasilkan sincytia dalam sel yang dijangkiti dan menyebabkan pecahnya sel. "Golgi apparatus , selepas replikasi.
Bagi mekanisme imunisasi imun, penyelidikan menunjukkan bahawa SARS-CoV-2 melibatkan sistem imun bawaan dan adaptif (antibodi dan limfosit T).
Mengapa SARS-CoV-2 lebih mudah berjangkit daripada SARS Coronavirus?
SARS-CoV, koronavirus yang bertanggungjawab untuk SARS, juga menyerang sel-sel inang dengan memanfaatkan interaksi antara RBD dan reseptor ACE2 yang terdapat pada sel-sel saluran pernafasan.
Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan penting antara jenis pengikatan ini dan yang dibuat oleh SARS-CoV-2: urutan RBD Coronavirus yang bertanggungjawab untuk COVID-19 mempunyai lebih banyak pertalian untuk ACE2 dan mengikatnya dengan lebih berkesan. , menghasilkan jauh lebih berkesan dalam proses pencerobohan sel inang.
Kajian ilmiah dalam hal ini menunjukkan bahawa perbezaan interaksi yang dijelaskan di atas disebabkan oleh komposisi asid amino yang berbeza antara RBD SARS-CoV dan RBD SARS-CoV-2; khususnya, terdapat dua kawasan asid amino dengan perbezaan penting.
Perbezaan pertalian ini menjelaskan beberapa aspek:
- Sebab mengapa SARS-CoV-2 mempunyai R0 yang lebih tinggi daripada SARS-CoV;
- Sebab bahawa ubat dan vaksin yang mensasarkan urutan RBD SARS-CoV dan nampaknya berkesan tidak sesuai dengan SARS-CoV-2.
Apa itu R0?
Juga dikenal sebagai "nombor pembiakan asas", R0 mewakili jumlah purata jangkitan sekunder yang dihasilkan oleh setiap individu yang dijangkiti pada populasi yang rentan sepenuhnya (iaitu tidak pernah bersentuhan dengan patogen yang baru muncul).
Parameter ini mengukur kemungkinan penularan penyakit berjangkit.
Sitokin pro-radang timbul dari aktiviti sel-sel tertentu sistem imun.
Dalam keadaan normal, mereka berfungsi untuk mengatur tindak balas imun, keradangan dan hematopoiesis.
Selanjutnya, data klinikal dan penyelidikan lain menunjukkan bahawa pengeluaran berlebihan sitokin pro-inflamasi yang dilihat dengan adanya jangkitan SARS-CoV-2 yang teruk boleh merebak ke organ lain (misalnya jantung), menyebabkan mereka mengalami disfungsi, dan mempengaruhi pembekuan proses, mendorong pembentukan trombus.
Apabila SARS-CoV-2 mencetuskan pengeluaran berlebihan sitokin pro-radang, para pakar menyebut fenomena tersebut sebagai "sindrom ribut sitokin".
.jpg)
