Области вируса гепатита С E2, необходимые для мембранной ассоциации

Nature Communications, том 14, номер статьи: 433 (2023) Цитировать эту статью

1637 Доступов

1 Цитаты

10 Альтметрика

Подробности о метриках

Вирус гепатита С (ВГС) использует гибридный механизм проникновения. Текущие структурные данные показывают, что при воздействии низкого pH и дифференцировочного кластера 81 (CD81) аминоконец оболочечного гликопротеина E2 становится упорядоченным и высвобождает внутреннюю петлю с двумя инвариантными ароматическими остатками в мембрану хозяина. Здесь мы представляем структуру усеченного по аминоконцу E2 с мембраносвязывающей петлей в изогнутой конформации и изолированными ароматическими боковыми цепями. Сравнение с тремя ранее описанными структурами E2 с одним и тем же Fab указывает на то, что эта внутренняя петля является гибкой и что локальный контекст влияет на экспозицию гидрофобных остатков. Биохимические анализы показывают, что укороченный по аминоконцу E2 не обладает базовой мембраносвязывающей способностью эктодомена E2. Таким образом, аминоконцевая область является критическим фактором, определяющим как CD81, так и мембранное взаимодействие. Эти результаты дают новое представление о механизме проникновения вируса гепатита С.

Hepatitis C virus (HCV) is a leading cause of chronic hepatitis, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma with significant morbidity and mortality rates in humans1. The World Health Organization estimates that there are 1.5 million new HCV infections each year and 58 million people worldwide are chronically infected (2021)." href="/articles/s41467-023-36183-y#ref-CR2" id="ref-link-section-d85794354e485">2. In the United States, annual acute HCV infections increased by 387% from 2010 to 2019 in association with rising addiction to intravenously administered opioids (2019)." href="/articles/s41467-023-36183-y#ref-CR3" id="ref-link-section-d85794354e489"> 3. Недавно одобренные противовирусные препараты прямого действия высокоэффективны против всех генотипов ВГС4, однако после излечения человек может заразиться повторно. В условиях наркозависимости и внутривенного употребления наркотиков надежная защита от инфекции ВГС является неудовлетворенной медицинской потребностью.

Кластер дифференциации 81 (CD81)5, рецепторы класса B типа I (SR-BI)6, клаудин-1 (CLDN)7 и окклюдин (OCLN)8 являются клеточными факторами, необходимыми для проникновения ВГС. Блокирование связывания ВГС с CD81 является основным средством нейтрализации, опосредованной антителами9. CD81 повсеместно экспрессируется на различных клеточных линиях, что указывает на его вторичную роль по отношению к связыванию рецепторов, специфичных для гепатоцитов10,11. CD81 представляет собой интегральный мембранный белок с четырьмя трансмембранными спиралями и двумя внеклеточными петлями, обозначаемыми как малая и большая внеклеточная петля (SEL и LEL соответственно). Обработка низким pH не инактивирует HCV12. Инкубация с CD81-LEL и низким уровнем pH приводит к конформационным изменениям ВГС, которые необратимо снижают способность вируса проникать в пермиссивные клетки13. Предварительная обработка либо буфером с низким pH, либо CD81-LEL увеличивает инфекционность ВГС, указывая на то, что каждое из этих условий представляет собой необходимый этап прайминга13.

В то время как гликопротеины оболочки HCV 1 и 2 (E1 и E2) опосредуют связывание и проникновение рецептора, E2 специфически взаимодействует с CD81 и SR-BI5,6. Е2 представляет собой мембранный белок типа I с амино(N)-концевым растворимым гликопротеином и карбокси-(С)-концевой трансмембранной спиралью (ТМ) (рис. 1а). Обратите внимание, что нумерация основана на изученной здесь последовательности J6 (генотип 2а) и незначительно различается в зависимости от генотипа. Центральное ядро ​​E2 представляет собой глобулярный складчатый домен, который включает дисульфид-стабилизированный сэндвич иммуноглобулина, фланкированный гипервариабельной областью 1 (HVR1), антигенным сайтом (AS) 412, передним слоем и HVR2 на N-конце и стволовой областью на N-конце. С-конец14 (рис. 1а). Общая архитектура ядра E2 (остатки 460–646) включает центральный внутренний лист β-сэндвича иммуноглобина (остатки 485–519), за которым следует петля, связывающая CD81 (остатки 520–539), и короткий β-сэндвич-лист (остатки 540). –570). E2core сохраняет общую архитектуру эктодомена E2, но не способен связываться с CD8115.