코로나바이러스 봉투단백질

Coronavirus envelope protein
봉투단백질
Illustration of a SARS-CoV-2 virion
SARS-CoV-2 바이러스 외부 [1]구조 모델
● 파란색 : 봉투
● 터키옥: 스파이크 당단백질(S)
● 빨강 : 봉투단백질(E)
● 녹색 : 막단백질(M)
● 오렌지: 글리칸
식별자
기호CoV_E
PfamPF02723
인터프로IPR003873
프로사이트PS51926

봉투(E) 단백질은 코로나바이러스 바이러스에서 발견된 4대 구조 단백질 중 가장 작고 성질이 덜하다.[2][3][4]110개 아미노산 잔류물보다 긴 일체형 막 단백질로,[2] 코비드-19의 원인제인 SARS-CoV-2에서 E 단백질은 75개 잔류물이다.[5]바이러스 복제에 반드시 필수적인 것은 아니지만, E 단백질의 부재는 비정상적으로 조립된 바이러스 캡시드를 생성하거나 복제를 줄일 수 있다.[2][3]E는 다기능성 단백질로[6] 바이러스 캡시드의 구조적 단백질로서의 역할 외에도 바이러스성 결합에 관여하고, 바이로포린으로서의 기능을 할 가능성이 있는 것으로 생각되며 바이러스성 병원체 발생에 관여한다.[2][5]

구조

사스-CoV-2 E 단백질의 트랜스메브레인 나선에 의해 형성된 펜트아메리카 모공의 고체 상태 NMR 구조로, 양이온에 침투할 수 있는 바이로포린을 형성한다.[5][4]PDB에서 렌더링: 7K3G.

E단백질은 짧은 친수성 N단말 영역, 소수성 나선 투과영역, 그리고 다소 친수성 C단말 영역으로 구성되어 있다.SARS-CoV와 SARS-CoV-2에서 C-터미널 영역은 PDZ 도메인 바인딩 모티브(PBM)를 포함하고 있다.[2][5]이 특성은 알파 및 베타 코로나바이러스 그룹에서만 보존되는 것으로 보이며 감마는 보존되지 않는다.[2]베타 및 감마 그룹에서 보존된 프로라인 잔류물이 골기 단백질을 대상으로 하는 데 관여할 가능성이 있는 C-단자 영역에서 발견된다.[2]

사스-CoV와 사스-CoV-2의 E단백질의 투과성 나선은 과점화될 수 있고 체외에서 양이온 선택적 이온 통로 역할을 하는 중앙 모공을 가진 펜트아메리카 구조를 형성하는 것으로 나타났다.[5]두 바이러스의 E단백질 펜타머는 구조적으로 핵자기공명 분광법에 의해 특징지어졌다.[5][7]

E 단백질의 멤브레인 위상은 일관되지 않은 결과를 가진 다수의 코로나비루스에서 연구되었다. 멤브레인에서 단백질의 방향은 가변적일 수 있다.[3]증거의 균형은 가장 일반적인 방향이 세포질 쪽으로 C-terminus를 향한다는 것을 암시한다.[8]사스-CoV-2 E 단백질에 대한 연구는 이 방향과 일치한다.[5][9]

변환 후 수정

전부는 아니지만 일부 코로나비루스에서는 E단백질이 보존된 시스테인 잔류물에 대한 Palmitoylation에 의해 번역 후 변형된다.[2][8]사스-CoV E 단백질에서는 한 개의 글리코실화 부위가 관찰되어 막 위상에 영향을 줄 수 있으나 E 글리코실화의 기능적 중요성은 불분명하다.[8][2]SARS-CoV E의 유비쿼터스화도 기술되어 있으나, 그 기능적 중요성도 알려져 있지 않다.[2]

표현 및 지역화

게놈 정보
SARS-CoV-2 genome.svg
E 유전자의 위치를 나타내는 SARS-CoV-2의 초기 시퀀싱 샘플인 Wuhan-Hu-1의 유전체 조직
NCBI 게놈 ID86693
게놈 크기29,903 베이스
준공년도2020
게놈 브라우저(UCSC)

E단백질은 감염된 세포에서 풍부하게 발현된다.그러나 조립된 처녀자리에서는 생성된 총 E단백질 중 소량만 발견된다.[2][4]E단백질은 내소성 망막, 골기 기구, 그리고 코로나바이러스 바이러스 봉투를 발생시키는 세포내 구획인 내소성 망막-망막-골기 중간 구획(ERGIC)에 국부화되어 있다.[2][5]

함수

본질성

다른 코로나비루스의 연구는 E가 바이러스 복제에 필수적인지에 대해 다른 결론에 도달했다.메르스-CoV를 포함한 일부 코로나바이러스에서는 E가 필수적인 것으로 보고되었다.[10]생쥐 코로나바이러스[11], 사스-CoV를 포함한 다른 사례에서 E는 전파 결함을 도입하거나 비정상적인 캡시드 형태학을 유발하여 바이러스 티터를 감소시키지만 필수적인 것은 아니다.[12][2]

바이러스 및 바이러스 어셈블리

호흡기 점막에서 코로나바이러스 바이러스 바이러스를 나타낸 그림으로, 세포외 환경의 네 가지 구조 단백질과 구성 요소의 위치를 보여준다.[13]

E단백질은 조립된 처녀자리에서 발견되는데, 이 처녀자리에서 코로나바이러스막단백질(M)과 단백질-단백질 상호작용을 이루고 있는데, 바이러스 캡시드에 포함된 네 가지 구조 단백질 중 가장 풍부한 단백질이다.[2][4]E와 M의 상호작용은 막의 세포질 쪽에 있는 각각의 C-termini를 통해 일어난다.[2]대부분의 코로나비루스에서 E와 M은 바이러스와 같은 입자를 형성하기에 충분하지만 사스-CoV 역시 N에 의존한다고 보고되었다.[2][4][14]E가 전형적인 구형 코로나바이러스 바이러스 바이러스를 만들기 위해 막 곡률을 유도하는 데 관여하고 있다는 좋은 증거가 있다.[2][15]이 과정에서 E의 역할이 잘 특징지어지지는 않았지만, E가 바이러스 싹트기 또는 디시션에 관여하고 있을 가능성이 높다.[2][4][15]

비로포린

그것의 펜트 아메리카 상태에서, E는 양이온 선택적 이온 채널을 형성하며, 바이로포린으로서 기능할 가능성이 있다.[5]이로 인해 이온 항진증을 교란하고, 막 투과성을 변경하며, 숙주세포의 pH를 변조하여 바이러스 방출을 촉진할 수 있다.[2][4]비로포린으로서의 E 단백질의 역할은 병원체 발생에 관여하는 것으로 보이며, 인플람마솜의 활성화와 관련이 있을 수 있다.[3][16]사스-CoV에서는 E의 이온 채널 기능을 교란시키는 돌연변이는 바이러스성 성장에 거의 영향을 미치지 않는데도 동물 모델에서 병생성이 감쇠되는 결과를 초래한다.[10]

숙주 단백질과의 상호작용

SARS-CoV-2 E 단백질 PDZ 바인딩 모티브(마젠타)와 호스트 세포 단백질인 휴먼 PALS1의 PDZ(파란색), SH3(노란색) 및 구아닐레이트 키나제 유사(GK, 녹색)[17] 도메인을 포함하는 구조 사이의 상호작용을 위한 극저전자 현미경 구조.

E와 숙주세포의 단백질-단백질 상호작용은 사스-CoV에 가장 잘 설명되어 있으며 C-단자 PDZ 도메인 바인딩 모티브를 통해 발생한다.사스-CoV E 단백질은 5개의 숙주세포 단백질인 Bcl-xL, PALS1, 싱테닌, 나트륨/칼륨(Na+/K+) ATPase α-1 서브유닛, 스토마틴과 상호작용하는 것으로 보고되었다.[2]PALS1과의 상호작용은 엄격한 결합의 결과적 붕괴를 통한 병원생식과 관련될 수 있다.[3][10]이러한 상호작용은 SARS-CoV-2에서도 확인되었다.[17]

진화 및 보존

모든 코로나바이러스군에서 E단백질 순서는 잘 보존되지 않으며 시퀀스 정체성이 30% [12]미만에 이른다.쥐 간염 바이러스에 대한 실험실 실험에서, 서로 다른 그룹의 코로나바이러스의 E 단백질을 대체하는 것은 실행 가능한 바이러스를 생산할 수 있으며, 기능 E 단백질에서 상당한 시퀀스 다양성이 용인될 수 있음을 시사한다.[18]사스-CoV-2 E단백질은 사스-CoV와 매우 유사하며, 3개의 대체제와 1개의 삭제제가 있다.[4]SARS-CoV-2 시퀀스에 대한 연구는 E가 다른 구조 단백질에 비해 상대적으로 천천히 진화하고 있음을 보여준다.[19]

참조

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