Búsqueda y caracterización biofísica de las regiones membranotrópicas de la glicoproteína S del SARS-cOV

Resumen

La glicoproteína de envuelta spike del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV), una proteína de fusión viral de Clase I, es la responsable de la fusión entre las membranas del virus y la célula diana. Hemos identificado las regiones membrano-activas de la glicoproteína spike determinando el efecto de la integridad de membranas modelo de una librería de péptidos 16/18-mer derivadas de la glicoproteína spike del SARS-CoV, así como por un estudio teórico usando representaciones bidimensionales de momento hidrofóbico, hidrofobicidad e interfacialidad. En este estudio hemos investigado la interaccion de varios dominios funcionales de la glicoproteína spike del SARS con diferentes tipos de membrana y más específicamente la interacción con membranas modelo de péptidos que representan el presunto péptido de fusión N-terminal (SARSFP), el segundo presunto péptido de fusión (SARSIFP) y el dominio pretransmembrana (SARSPTM). El péptido SARSPTM se une a diferentes tipos de membranas sin especificidad por ninguna composición lipídica en particular. Sin embargo, el efecto de agregación y fusión es dependiente de fosfolípidos cargados negativamente. El péptido SARSPTM adopta diferentes conformaciones cuando se une a diferentes composiciones. En presencia de DMPG podemos observar un cambio de estructura en lámina o péptidos auto agregados a una mezcla de estructura no ordenada y hélice que tiene lugar a la misma temperatura de transición del lípido. Este cambio en presencia de fosfolípidos cargados negativamente podría estar relacionado con un posible papel del péptido en el proceso de fusión. El péptido SARSFP se une fuertemente a membranas, causando agregación y fusión de una forma específica con fosfolípidos cargados negativamente, aumentando la penetración de agua y mostrando una actividad en la membrana modulada por la composición de lípidos de la membrana. El péptido muestra una tendencia a la formación de agregados en tampón pero en presencia de membranas, la forma de organización es diferente dependiendo de la composición de la membrana. Estos datos sugieren que el péptido SARSFP podría estar implicada en la fusión de la membrana viral y la de la célula huésped perturbando la hemicapa externa pero también interactuando con los fosfolípidos cargados negativamente de la hemicapa interna. El péptido SARSIFP se une a e interacciona con membranas modelo de fosfolípidos y muestra una mayor afinidad por fosfolípidos cargados negativamente que por zwiteriónicos. El péptido SARSIFP disminuye la movilidad de los fosfolípidos y adopta diferentes conformaciones en la membrana dependiendo de su composición. La identificación de estas regiones membrano-activas de la glicoproteína S del SARS-CoV apoya su papel directo en la fusion de membranas del SARS-CoV y sostiene la idea que la fusión mediada por proteínas es así un proceso complejo en el que varias regiones de la proteína de fusión interactúan, desestabilizan y fusionan las membranas. Además, la importancia de estos segmentos en el proceso de fusión podría definirlos como posibles dianas para el posterior desarrollo de nuevos compuestos antivirales