Proteína de la espícula (coronavirus)

[5]​ La proteína de la espícula se ensambla en trímeros que forman grandes estructuras, llamadas espículas o peplómeros,[4]​ que se proyectan desde la superficie del virión .

Los coronavirus utilizan una gama muy diversa de receptores; El SARS-CoV (que causa el SARS) y el SARS-CoV-2 (que causa el COVID-19 ) interactúan con la enzima convertidora de angiotensina 2 (ECA2).

Los anticuerpos neutralizantes se dirigen a los epítopos del dominio de unión al receptor.

[6]​ Es una proteína transmembrana de un solo paso con una cola C-terminal corta en el interior del virus, una hélice transmembrana y un ectodominio N-terminal grande expuesto en el exterior del virus.

[8]​[6]​ Las estructuras del trímero se han descrito como en forma de pera o pétalo.

[8]​[3]​ En general, el DTN se une a las moléculas de azúcar mientras que el CTD se une a las proteínas, con la excepción del virus de la hepatitis del ratón, que usa su DTN para interactuar con un receptor de proteína llamado CEACAM1 .

[8]​ El NTD tiene un pliegue proteico similar a la galectina, pero se une a las moléculas de azúcar de manera algo diferente que las galectinas.

[8]​[5]​[6]​ Dentro de la región S1, la NTD está más altamente conservada que la CTD.

[9]​[6]​ También se considera que la región S2 incluye la hélice transmembrana y la cola C-terminal ubicada en el interior del virión.

[6]​[19]​ El glicano ligado O crea un escudo que oculta la proteína S de ser reconocida por los anticuerpos.

Son escindidas por proteasas de la célula huésped en el límite S1-S2 y más tarde en lo que se conoce como el sitio S2 'en el extremo N-terminal del péptido de fusión.

En el estado cerrado, las tres regiones S1 están empaquetadas estrechamente y la región que hace contacto con los receptores de la célula huésped es estéricamente inaccesible, mientras que los estados abiertos tienen uno o dos RBD S1 más accesibles para la unión del receptor, en una conformación abierta o "hacia arriba".

Los diferentes coronavirus se dirigen a diferentes receptores de la superficie celular, a veces utilizando moléculas de azúcar como el ácido siálico o formando interacciones proteína-proteína con proteínas expuestas en la superficie celular.

[9]​ En el SARS-CoV-2, TMPRSS2 es la proteasa principal para la escisión de S2 ', y se informa que su presencia es esencial para la infección viral.

[8]​ Se desencadena un cambio conformacional dramático para inducir a las repeticiones de heptada en la región S2 a replegarse en un paquete extendido de seis hélices, lo que hace que el péptido de fusión interactúe con la membrana celular y acerque las membranas viral y celular.

[8]​[6]​ Se requiere la unión del receptor y la escisión proteolítica (a veces conocida como "cebado"), pero los desencadenantes adicionales para este cambio conformacional varían según el coronavirus y el entorno local.

[9]​ Inusualmente para los coronavirus, el virus de la bronquitis infecciosa, que infecta a las aves, puede desencadenarse solo por un pH bajo; para otros coronavirus, el pH bajo no es en sí mismo un desencadenante, pero puede ser necesario para la actividad de las proteasas, que a su vez son necesarias para la fusión.

[39]​[40]​[41]​ Debido a que está expuesta en la superficie del virus, la proteína de la espícula es un antígeno principal contra el que se desarrollan anticuerpos neutralizantes.

[3]​[10]​ Su glicosilación extensa puede servir como un escudo de glucanos que oculta los epítopos del sistema inmunológico .

[50]​ La combinación bamlanivimab/etesevimab no se recomendó en los Estados Unidos debido al aumento de variantes del SARS-CoV-2 que son menos susceptibles a estos anticuerpos.

Se decía que las proteínas de la espícula eran peligrosamente " citotóxicas " y, por tanto, las vacunas de ARNm que las contenían eran peligrosas en sí mismas.

Las proteínas de la espícula no son citotóxicas ni peligrosas.

[8]​ Se ha sugerido que el CTD puede haber evolucionado del NTD por duplicación de genes .

[67]​ Hasta ahora, no hay evidencia de que la espícula se haya movido (mediante recombinación) de un subgénero a otro, dentro del género betacoronavirus (que incluye SARS-CoV humano, SARS-CoV-2, MERS, HKU1, OC43).

Estructura de criomicroscopía electrónica de un trímero de proteína de la espícula de SARS-CoV-2 en la conformación previa a la fusión, con un solo monómero resaltado. El S1 NTD se muestra en azul y el S1 CTD (que sirve como dominio de unión al receptor) se muestra en rosa. Las hélices se muestran en naranja y cian como partes de S2 que sufrirán cambios conformacionales durante la fusión. La barra negra en la parte inferior indica la posición de la membrana viral. De PDB 6VSB . [ 14 ]
Proteína de la espícula ilustrada con y sin glucosilación . [ 16 ] [ 17 ]
Micrografía electrónica de transmisión de un virión de SARS-CoV-2 , que muestra el aspecto característico de "corona" con las proteínas de punta (verde) formando proyecciones prominentes desde la superficie del virión (amarillo).
Ilustración de un virión de coronavirus en la mucosa respiratoria , que muestra las posiciones de las cuatro proteínas estructurales y componentes del entorno extracelular. [ 24 ]
Comparación de las conformaciones de prefusión (naranja, azul claro) y posfusión (rojo, azul oscuro) del trímero de proteína de la espícula de SARS-CoV. En la conformación previa a la fusión, la hélice central (naranja) y la repetición 1 de la heptada (HR1, azul claro) se pliegan una sobre la otra en una orientación antiparalela. En la conformación posterior a la fusión, la hélice central (roja) y la secuencia HR1 (azul oscuro) se reorganizan para formar una bobina en espiral trimérica extendida. La membrana viral está en la parte inferior y la membrana de la célula huésped en la parte superior. Solo se muestran las partes clave de la subunidad S2. De PDB 6NB6 (prefusión) [ 34 ] ​ y PDB 6M3W (posfusión). [ 35 ]
Casirivimab (azul) e imdevimab (naranja) interactúan con el dominio de unión al receptor de la proteína de la espícula (rosa). [ 46 ] [ 14 ]