蛋白质翻译后修饰SARS-CoV-2和宿主的相互作用

1。介绍

冠状病毒疾病2019 (COVID-19),造成的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2 (SARS-CoV-2),已成为一个全球突发公共卫生事件(1)。SARS-CoV-2主要传播通过呼吸道飞沫和坚持鼻腔的粘膜表面,口腔、呼吸道。SARS-CoV-2会引起多系统功能障碍、后遗症和复发在某些情况下(2)。SARS-CoV-2属于冠状病毒是一种积极意义单链RNA病毒家族的β-coronavirus属,特点是快速变异,遗传多样性和高发病率(2)。与病毒的流行,SARS-CoV-2继续发展。目前,有5个SARS-CoV-2变异的问题,(B.1.1.17)α,β(B.1.351)(第1页)γ、δ(B.1.617.2),和(b . 1.1.529)ο3)。

转录后修饰(天车)指共价修饰蛋白质合成后,由特定的酶催化,特别是在一个或多个氨基酸残基的蛋白质以共价键的形式添加相应的官能团,发挥重要作用的调节蛋白溶解度,活动,稳定、亚细胞定位、和调节蛋白质相互作用。目前,常见的多功能天车有糖基化、磷酸化、酰化、甲基化,ADP-ribosylation,泛素化,ubiquitin-like修改。病毒-宿主相互作用的过程中,病毒增强病毒复制、装配、释放和抑制干扰素反应通过天车促进病毒扩散和免疫逃避。相反,主持人能对抗病毒感染通过激活自身免疫反应,降解通过天车病毒蛋白。与野生型(WT)相比,突变的不同变体SARS-CoV-2导致多功能天车的病毒蛋白质发生变化,影响病毒的各个方面,如毒性和遗传性。相反,主持人能对抗病毒感染通过激活自身免疫反应和有辱人格的病毒蛋白通过天车(4)。

本文总结了多功能天车SARS-CoV-2致病性的影响,为更好的深入研究奠定了基础SARS-CoV-2及其影响宿主细胞的具体机制。保守天车SARS-CoV-2和主持人互动可以促进研究和开发的COVID-19抗病毒治疗和疫苗。

2。糖基化

2.1。在病毒生命周期

峰值(S)蛋白介导病毒进入宿主细胞通过绑定到细胞表面受体血管紧张素转换酶2 (ACE2) (5)。S1亚单位和宿主细胞受体结合通过受体结合域(RBD)和S2亚基与宿主细胞膜融合(5)。17 O-linked糖基化网站和22 N-linked可以检测到S蛋白糖基化网站,和特定的糖基化网站的分布年代蛋白质所示图1一个(6)。T323和S325 RBD的过程有关绑定到主机分别受体和膜融合(6)。此外,N331和N343 RBD可以绑定到主机凝集素受体,促进SARS-CoV-2进入宿主细胞(7)。糖基化的蛋白质折叠的年代可以调解,调节S蛋白的构象,因此膜融合可以由主机蛋白酶入侵宿主细胞(8)。更重要的是,SARS-CoV-2块先天免疫的病毒利用宿主聚糖修改其表面蛋白糖基化(9)。聚糖组成盾牌表面的病毒类似于内源性宿主蛋白质糖基化,和sterically掩盖病毒多肽抗原表位,然后影响识别受体(9)。上述过程引起宿主免疫系统识别的病毒不逃避免疫应答,并加强致病性(9)。自上述机制和glycan-dependent抗原表位会导致特定的中和抗体反应,经常使用S蛋白作为疫苗的免疫原,刺激机体产生中和抗体,防止COVID-19 (8)。

SARS-CoV-2变异,S蛋白的突变会导致病毒传播能力,增加免疫逃避和抵抗中和抗体和疫苗。值得注意的是,N-linked糖基化网站和O-linked糖基化网站中高度保守的蛋白变体,除了失去N17网站三角洲的变体和加法N20网站的伽马变体(3)。然而,尽管这些网站是守恒的,糖基化配置文件之间的变异并不相同,换句话说,多糖模式S蛋白糖基化网站改变了(3)。oligomannose-type聚糖增加,复杂类型聚糖降低糖基化网站从δα变体变体(3)。与三角洲相比,oligomannose-type聚糖ο没有增加,但他们仍然超过了WT和其他变体(3)。RBD的年代N501Y突变蛋白促进病毒的相互作用与ACE2在α变异,增加病毒传染性和传播性(10)。此外,D614G突变发生在α变体(11)。D614G突变是最常见的,它是指与甘氨酸天冬氨酸职位的替换614 S蛋白(12)。与WT相比,D614G突变降低复杂类型聚糖45%的数量,但增加oligomannose-type聚糖33% (11)。同时,D614G突变可能影响附近的糖基化N616网站,从而影响疏水附近的构象动态融合肽S蛋白(13)。一些研究表明,D614G突变改变了S蛋白的构象,并增强其亲和力与ACE2 (14)。但大多数研究表明D614G突变使S1的脱落增加,促进了膜融合(12)。与α变体相比,βRBD的变体也有两个突变,K417N E484K,让它完全不同的α糖基化模式的变体(15)。这些差异之间的亲和力增强病毒和ACE2和免疫逃避(15)。研究发现,突变,如D614G N501Y, T478K,和L452R发生在三角洲变异,最终导致S蛋白的亲和力增加ACE2 (16)。根据目前的研究,共37个突变发生在ο变体,和它年代蛋白质保留上述所有至关重要的突变,使病毒感染(17)。上的功能检查聚糖差异表达蛋白质ο变异表明,突变的年代蛋白的表达增加复杂类型聚糖和促进了S蛋白ACE2的绑定(18)。此外,大量的唾液酸和galactose-containing多糖在S蛋白显著减少的敏感性οο变体对protein-neutralizing抗体(18)。生物信息学分析表明,δ的P681R突变可以减少倾向O-linked T678 S1 / S2裂解位点附近的糖基化,促进病毒和furin之间的交互,增加viral-cell融合(19)。相比之下,N679K突变在残留S683ο变体增加倾向O-linked S1 / S2裂解位点附近的糖基化,防止蛋白酶识别,从而减少病毒进入宿主细胞和多核体形成(19)。然而,上述结论仍需得到实验证实。质谱分析最近的一项研究表明,S蛋白的RBD小说O-linked糖基化网站T376ο变体,与WT和δ变体相比,但这种突变的影响需要进一步的研究(20.)。

糖基化也出现在除了SARS-CoV-2 S蛋白的蛋白质。一个N-linked M蛋白糖基化网站它们一直预测,显示图1 c(21)。高度糖基化的M蛋白可能作为糖转运蛋白的真核生物(21)。和M蛋白可以帮助S蛋白在膜融合和进入宿主细胞通过糖基化(22)。两个糖基化网站,N48 N66,还预测在E蛋白,所示图1 b(22)。E蛋白可以形成聚糖和绑定到主机toll样受体2,这是必要的病毒在体内诱导细胞因子风暴(22)。因此,绑定的E蛋白和toll样受体2可促进患者的各种炎性细胞因子的释放(22)。目前,五个潜在糖基化网站N蛋白预测,包括N47 N77, N192, N196, N269,但只有N47 N269实验证实(23)。此外,显示大量的女士O-linked N蛋白糖基化网站,包括T148 T165, T166, T205, S206 T391, S404 (23)。特定的糖基化的分布网站所示图1 d。

2.2。在主机

ACE2,一种跨膜蛋白表达的宿主上皮细胞,可以调节肾素-血管紧张素系统,主要分布在心脏和肾脏(9)。ACE2 SARS-CoV-2是功能性受体(9)。SARS-CoV-2识别和结合ACE2的RBD S1亚单位,与此同时,宿主细胞膜上的葡糖氨基葡聚糖能促进绑定,和跨膜丝氨酸蛋白酶2和fruin膜执行酶裂解宿主细胞单元S1和S2子单元的连接区域(5,24)。S1亚单位的棚屋,S2亚基融合与宿主细胞膜,从而入侵宿主细胞(图2)(5,24)。

在病人患有COVID-19 ACE2广泛糖化,它7 N-linked糖基化网站和1小说O-linked糖基化网站可以发现ACE2 (25)。ACE2的广泛的糖基化影响附件SARS-CoV-2宿主细胞(25)。在聚糖,唾液酸链块绑定ACE2 RBD,尤其是N90 N322和N546 (9,26,27)。N90会干扰绑定的糖基化RBD ACE2,作为位阻和保护从病毒感染宿主细胞(26)。相反,聚糖RBD N322能紧密结合,增强ACE2-RBD复合物的形成(27)。一般来说,ACE2的广泛的糖基化可以调节其绑定到S蛋白,进而调节病毒进入宿主细胞的过程。但其监管效果是不同的根据不同的糖基化网站。

类似于S蛋白的糖基化网站,ACE2与致病性相关的糖基化网站,传染性,和免疫逃避,这些糖基化网站开发疫苗和抗病毒治疗的重要目标目前(9)。

3所示。磷酸化

3.1。在病毒生命周期

磷酸化可以影响病毒蛋白质通过抑制宿主的活动翻译和干扰压力颗粒的形成,在翻译中扮演着重要的角色控制和抗病毒免疫反应。在细胞感染SARS-CoV-2,高N蛋白的磷酸化可以检测到(28)。有24 phosphosites丝氨酸和苏氨酸8 phosphosites N蛋白,所示图1 d(29日,30.)。N蛋白的RNA凝析油的粘度降低由于丰富的磷酸化serine-rich (SR)地区,和低粘度磷酸化冷凝促进病毒复制和免疫逃避(31日)。修改的N蛋白形成凝胶状凝结剂含有离散RNP粒子,由多价RNA蛋白质具有高亲和力,RNA-RNA,蛋白质-蛋白质之间的关系,有利于压缩RNA基因组的病毒粒子(28)。磷酸化蛋白质N SR地区块蛋白质-蛋白质之间的关系,形成动态固化物液状物,促进病毒基因转录的调节(28)。随着病毒适应,SARS-CoV-2如α变体出现的新变种,大大增加了subgenomic RNA和蛋白质水平的所有已知的先天免疫拮抗剂N蛋白,ORF9b ORF6 (32)。ORF9bα的致病性变异中扮演一个重要的角色(32)。S53 ORF9b被确认为一个infection-driven丝氨酸磷酸化地方形成了氢键与谷氨酸E477 TOM70,揭示ORF9b-TOM70相互作用的调控机制:绑定的磷酸化ORF9b变体TOM70显著降低,热休克蛋白90的绑定(一半)TOM70是非竞争性抑制(33)。这表明ORF9b-TOM70复杂的形成是受磷酸化,虽然ORF9b取决于国家的绑定的丝氨酸S53 (33)。ORF9b的表达在人类细胞中抑制一个信号级联涉及视黄酸诱导基因(rig - i),线粒体抗病毒信号蛋白(小牛),TOM70, TANK-binding激酶1 (TBK1)和干扰素调节因子3 (IRF3),最终导致减少的表达IFN-I应对RNA病毒感染(34)。病毒RNA识别后,rig - i与小牛,进而与TOM70交互,导致Hsp90-bound TBK1 IRF3结合。ORF9b抑制以及TOM70的结合,这可能是一个可能的原因减少的表达IFN-I (34)。抑制N蛋白的磷酸化可以降低细胞内病毒RNA的积累,病毒载量和细胞损伤。因此,针对GSK-3可能提供了一种方法来防止COVID-19和未来的冠状病毒的爆发。

三个重要的突变被发现在203 - 205氨基酸残基在SR领域,包括R203K + G204R (RG KR mt)出现在α,γ,ο变异;T205I目前R203M测试版变体和卡帕和三角洲的变体(35)。KR太增加N蛋白的磷酸化伴随着增加抗GSK-3激酶抑制剂,导致增强的病毒复制。基米-雷克南太比WT SARS-CoV-2传染性和自适应(36)。然而,基米-雷克南太不改变成熟病毒粒子的磷酸化(35)。一个R203A + G204A双丙氨酸替代突变(AA mt)也显示增加复制,增加健身、核衣壳磷酸化改变,和类似的抵抗激酶抑制(35)。KR太可能影响14-3-3 N蛋白和宿主之间的相互作用蛋白质,这结合SR域phosphorylation-dependent方式,交互所需要的细胞质本地化SARS-CoV-2核衣壳(37)。14-3-3绑定网站包含203 - 204 SR的主题域,表明KR mt可提高通过改变这种交互感染(37)。总之,KR mt和类似的突变增强SARS-CoV-2感染增加N蛋白的磷酸化破坏祖先“RG”主题。

3.2。在主机

IFN-I是对病毒感染的第一道防线,在先天免疫中起着重要的作用,已被用于治疗病人感染多种病毒。低剂量的N蛋白抑制IFN-I响应在感染的早期阶段,导致免疫抑制(38)。在后期,高剂量N蛋白促进IFN-I和炎性细胞的表达,导致免疫反应的过度表达和细胞因子风暴(38)。IFN-I有抗病毒作用。在病毒感染的第一阶段,SARS-CoV-2被主机模式识别受体,如toll样受体,NOD-LRR-containing受体RIG-I-like受体和c型凝集素受体(38)。的两个主要成员RIG-I-like受体家族rig - i和黑色素瘤differentiation-associated蛋白5 (MDA5)。识别病毒RNA暴露了伴半胱天冬酶招聘领域(卡),通过该rig - i或MDA5与小牛激活IκB激酶的抑制剂ϵTBK1,从而磷酸化的IRF3,磷酸化IRF3进入细胞核基因表达激活IFN-I (39)。在the second stage, secreted IFN-α/β binds and activates Janus kinase 1 and tyrosine kinase 2, then they phosphorylate the signal transducer and activator of transcription 1/2 (STAT1/2) of transcriptional proteins (39)。磷酸化STAT1和STAT2形式形成,然后绑定到IRF9形成转录复杂。IFN-stimulated 3把细胞核基因因素诱导干扰素刺激基因的表达(研究小组),最终触发一个有效的抗病毒反应(图2)。N蛋白的磷酸化和核易位双重调节IRF3, STAT1和STAT2 (38)。非结构性蛋白1 - 16 (NSP1-16)可以帮助冠状病毒对抗IFN-I的生产。例如,NSP6 TBK1并不影响TBK1磷酸化的相互作用,但可以抑制IRF3的磷酸化;NSP13绑定和块TBK1的磷酸化,磷酸化的抑制IRF3 (39)。上述途径会导致减少IFN-β生产、IFN-I信号传导的抑制,促进病毒复制,急性呼吸窘迫综合征,严重病例和广泛的凝血功能障碍(39)。SARS-CoV-2显示敏感IFN-I抑制,表明IFN-I可能用于治疗COVID-19,特别是在感染的早期阶段(39)。

4所示。酰化

4.1。在病毒生命周期

主要的酰化修改succinylation、乙酰化和高脂肪酰化。SARS-CoV-2蛋白质succinylation主要发生在M和N蛋白,所示图1 c和图1 d。M蛋白的协助下,N蛋白介导病毒基因组RNA和核衣壳的装配,这反过来会影响病毒的复制(40)。在M蛋白,有2 succinylation网站,这两个位于胞质域。在N蛋白,有12 succinylation网站,2是位于RNA绑定域(K65和K102),剩下的10位于附近的N蛋白二聚作用域,这可能影响N蛋白二聚体的形成。蛋白质succinylation SARS-CoV-2是高度保守的,除了K65 N蛋白(40)。因为它的修改网站是高度保守的,有一个非常低的可变性,而病毒RNA的核衣壳地区具有较高的密度和频率变化,广谱抗病毒药物研究针对N蛋白succinylation具有更广泛的应用价值(41)。

乙酰化作用发生在N蛋白可以通过调节影响病毒的生命周期N蛋白的亲和力与子代病毒基因组和其他蛋白(42)。在在体外实验中,总共12 acetyl-lysine残留物被确定在N蛋白,显示图1 d)(42)。其中,K61、K100 K102位于结构的N蛋白和病毒基因组之间的互动。研究推测,这可能是由于这三个站点的乙酰化作用,特别是发生在K61的乙酰化作用,破坏正电荷在N蛋白与病毒基因组交互的地区,导致其亲和力与减少病毒RNA,然后影响装配的病毒(42)。此外,乙酰化K237、K248 K249可能调节N蛋白的亲和力M蛋白(42)。K53乙酰化和K63 E蛋白的糖基促进病毒的识别和绑定bromodomain 1(1型)和bromodomain 2 (BD2)转录监管机构bromodomain-containing蛋白4 (BRD4)在宿主细胞。乙酰化K63可以绑定1型和BD2,而乙酰化K53只能绑定到1型(43)。

棕榈酰化是催化Asp-His-His-Cys (DHHC)棕榈酰酰基转移酶,和DHHC特点是锌指结构形成的高度保守的DHHC催化中心主题,所以DHHC棕榈酰酰基转移酶也称为zDHHCs。具体的催化酶,zDHHCs家庭棕榈酰化程度的年代可以增加蛋白(44- - - - - -46)。其中,zDHHC5 9和5月20日主要催化酶的作用。例如,zDHHC9可以与蛋白质在内质网和高尔基体引起的棕榈酰化蛋白,和击倒zDHHC9基因的融合和感染可以减少SARS-CoV-2 (45)。与其他β-coronavirus相比,在场的半胱氨酸残基最频繁SARS-CoV-2 S蛋白,包括10个半胱氨酸残基的c端(C1235、C1236 C1240, C1241, C1243, C1247, C1248,圣德尼,C1253,和C1254)和1个半胱氨酸残基的氨基端(C15),这是潜在的棕榈酰化网站,显示图1一个c端和1个半胱氨酸残基的氨基端,这是潜在的棕榈酰化网站(图1)(44)。棕榈酰化是重要的年代protein-regulated病毒粒子的形成,病毒进入宿主细胞,病毒传染性(44,45)。高层棕榈酰化被确认在C1235, C1236, C1240, C1241 C1247, C1248 (46)。其中,C1235的棕榈酰化、C1236 C1240, C1241最重要影响传染性病毒颗粒的影响S1 / S2子单元的形成。此外,他们的研究表明,C1253和C1254不接受棕榈酰化(46)。

两个myristoylation网站,79年到84126年至131年,在WT SARS-CoV-2 M蛋白被发现。D3G突变的n端οBA.1 M蛋白和D3N突变的n端οBA.5 M蛋白可能导致myristoylation网站职位3 - 8。在M蛋白V10A变体,myristoylation站点存在,10。D614G突变被发现在84%的6476种不同的蛋白质,提供一个myristoylation网站在614 - 619。由于缺乏乙酰基、突变与T859阻止D614形成氢键链(S蛋白,和形成盐桥的T854融合肽近端地区b链的交互D614 T859和T854增强融合肽的作用近端地区膜融合,可能影响的infectiveness病毒(47,48)。

4.2。在主机

宿主蛋白质succinylation参与许多核心能量代谢通路,包括三羧酸循环(柠檬酸),碳水化合物代谢、脂肪酸氧化,等。这种病毒可以抑制核出口的过程与信使核糖核酸的翻译在宿主细胞宿主细胞内蛋白质的丰度大大降低,从而导致严重的抑制柠檬酸循环。NSP14调节宿主细胞通过互动succinylation sirtuin 5,有重大影响宿主细胞柠檬酸循环(40)。一方面,succinylation病原反应酶的水平与柠檬酸循环增加,导致抑制他们的活动(图2)(40)。另一方面,柠檬酸循环的碳源主要是葡萄糖和谷氨酰胺,在宿主细胞感染SARS-CoV-2,谷氨酰胺利用率降低(49)。主要有两种机制:丰富的谷氨酰胺酶减少,和谷氨酰胺酶K164 succinylation导致自己和谷氨酰胺酶K158泛素化,从而减少谷氨酰胺利用率(49)。

BRD4调节细胞因子风暴和心脏COVID-19造成的损害,以及乙酰化的绑定E蛋白BRD2/4扰乱BRD-acetylated组蛋白的相互作用,可以调节病毒有益的蛋白表达宿主细胞(50)。抑制剂BRD4, JQ1或OTX015,可以减少SARS-CoV-2传染性的肺支气管上皮细胞,这表明BRD4和E蛋白乙酰化潜在目标为发展新的治疗策略(43)。

核factor-kappa Myristoylated蛋白质可能激活的主要炎性因子B (NF-κB)和激活下游炎症反应,进而导致一系列免疫反应(47)。

作为一种重要的多功能天车,酰化是一个关键的调节机制和潜在的抗病毒药物的目标,它可以用于有效和安全的抗病毒药物的发展。

5。泛素化和ubiquitin-like修改

5.1。在病毒生命周期

SARS-CoV-2使用泛素蛋白酶体系统应承担对IFN-I增强ORF7a能力(51)。ORF7a主要结合K63-linked polyubiquitin链,实现泛素化K119,街区的磷酸化STAT2抑制IFN-α信号(52)(图2)。泛素化的蛋白质可能会影响结构的S1亚单位和ACE2促进RBD的绑定。泛素化N N端结构域的蛋白可以促进绑定RNA和协助病毒RNA基因组组装成一个核糖核蛋白复杂。复杂的包装成病毒粒子,促进病毒复制在活的有机体内通过与M蛋白的交互(53)。

5.2。在主机

ORF9b目标NF-κB基本调制器(NEMO)的脚手架组件IκB激酶NF-κB激活所需复杂,和中断K63-linked polyubiquitination NEMO,从而抑制IκB激酶α、β、γ-NF-κB信号和干扰素生产(51)(图2)。

泛素化是必不可少的活化和信号转导IFN-I生产。rig - i的功能活动密切相关,K63泛素化(53)。三方主题25 (TRIM25)的E3泛素连接酶酶与rig - i卡(53)。它催化K63-linked poly-ubiquitination的K172 rig - i,大大增强了rig - i激活(53)。的E3泛素连接酶酶TRIM31招募线粒体病毒感染与小牛后,催化K63-linked polyubiquitination K10的小牛K311,和K461网站,促进小牛的寡聚化(53)。然而,K48 rig - i和小牛会导致退化的泛素化,抑制IFN-I表达式(53)。

Ubiquitin-like乌兰巴托蛋白质结构和功能相似,包括小ubiquitin-related修饰符(相扑),神经前体细胞表达发育表达下调的蛋白质(需要),和ISG15。SUMOylation MDA5和rig - i相扑E3连接酶催化的酶,TRIM38,需要他们去磷酸化,激活病毒感染(54)。接合的SUMO2/3小牛NSP5诱发引起的后续NF-κB通路的活化,促进细胞因子表达式(54)。相扑的共价结合STAT1已被证明,以减少IFN-induced STAT1 IFN-γ磷酸化和生产(54)。然而,相扑并不改变IFNα信号,可能是因为STAT2不是受相扑,可以弥补STAT1磷酸化的减少(54)。MDA5卡ISGylated K23 K43,促进MDA5激活通过组织MDA5寡聚物(55)。ISG15的绑定MDA5病毒感染后触发促进MDA5寡聚化和抗病毒免疫(55)。它表明MDA5 ISGylation扮演的角色类似于K63-linked rig - i的泛素化。

SARS-CoV-2编码两种蛋白酶:papain-like蛋白酶(PLpro)和3-chymotrypsin-like蛋白酶,分别是NSP3的域和NSP5 (56)。PLpro,包含一个氨基端ubiquitin-like域和半胱氨酸蛋白酶c端ubiquitin-specific蛋白酶域,在病毒致病机制(扮演了两个重要的角色56)。首先,PLpro承认四肽LXGG主题之间的病毒蛋白质NSP1/2, NSP2/3和NSP3/4 (57)。它劈开氨基多蛋白(PP1a和PP1ab)释放NSP1、NSP2, NSP3 3-chymotrypsin-like蛋白酶处理剩下的13个非结构蛋白(57)。第二,PLpro deubiquitination和deISGylation的功能,作用于宿主蛋白质裂开乌兰巴托和ubiquitin-like蛋白质轭合物以及ISG15 (57)。PLpro就是说,主机由deubiquitination炎症反应,损害主机IFN-I抗病毒免疫应答通过移除ISG15修改(56)。

6。甲基化

6.1。在病毒生命周期

SARS-CoV-2 R95和R177 N蛋白的甲基化的蛋白质精氨酸甲基转移酶1 (PRMT1)在体外条件和特定的网站所示图1 d(58)。精氨酸甲基化N蛋白与病毒和宿主的各种病理过程。它可以抑制压力颗粒的形成,进而调节病毒复制和宿主细胞免疫反应(58)。Ras-GTPase-activating蛋白质SH3域粒结合蛋白1是一种压力,和甲基化R95 N蛋白可以抑制其形成,随后影响抗病毒反应(58)。此外,精氨酸甲基化在R95 R177 N N蛋白的蛋白质能促进绑定5 ' utr RNA (58)。如前所述,N蛋白也会发生磷酸化(28)。低N蛋白的磷酸化可以促进其病毒RNA的绑定。这表明N蛋白结合的水平的5 ' utr病毒RNA可能取决于平衡的甲基化和磷酸化在特定网站的N蛋白。此外,N蛋白的甲基化可以促进SARS-CoV-2的生产(58)。当N蛋白甲基化被抑制,减少病毒载量(58)。基于上述N蛋白甲基化的影响,PRMT1抑制剂可能是一个新的目标治疗COVID-19 (58)。

除了N蛋白,SARS-CoV-2也发现甲基化在多个站点S蛋白,包括R78 E224, E654, E661,网站所示的分布图1一个(59)。

6.2。在主机

在宿主细胞蛋白质甲基化主要发生在组蛋白上,这是一个表观遗传学的研究热点。共同点,H3K4 H3K79甲基化可以促进基因转录,相比之下,H3K9和H3K27甲基化可以抑制基因转录。患者感染SARS-CoV-2,组蛋白甲基化可以调节ACE2的基因表达和各种炎性细胞因子(如干扰素、肿瘤坏死因子、isg)。

Histone-lysine N-methyltransferase的甲基化酶2 (EZH2)可以促进H3K27 ACE2基因启动子区域的形式H3K27me3 (60)。在宿主细胞,当EZH2被删除,H3K27me3的表达减少和ACE2的表达增加(60)。这可能表明SARS-CoV-2感染宿主细胞后,H3K27可以通过EZH2甲基化抑制ACE2表达宿主细胞,进而调节宿主细胞识别和免疫反应的病毒,导致病毒免疫逃避(图2)(60)。ACE2表达越多,风险越大SARS-CoV-2感染(60)。此外,多个基因与ACE2表达呈正相关是由赖氨酸demethylase 5 b (KDM5B)通过通路富集分析(61年)。可以脱甲基H3K4me3 KDM5B,然后hypomethylated组蛋白可以调节的转录ACE2基因(61年)。KDM5B ACE2表达被认为是一个潜在的监管机构(61年)。组蛋白甲基化也可以调节炎症基因的表达,这是病毒感染后的先天免疫反应密切相关(61年)。从COVID-19患者外周血单核细胞,增加H3K27me3 mir - 146 a的启动子区域抑制mir - 146——一个表达式(62年)。mir - 146直接目标il - 6和il - 6能促进单核细胞增生(62年)。因此,增加H3K27me3 mir - 146 a的启动子区域可能抑制单核细胞的增殖,促进免疫逃避。

组蛋白甲基化可以调节基因的表达与各种炎性细胞因子在宿主细胞,和组蛋白赖氨酸甲基转移酶可以调节免疫细胞的功能。目前,组蛋白赖氨酸甲基转移酶抑制剂已成为一种新的治疗目标恢复免疫平衡细胞因子风暴引起的患者(63年)。

此外,ACE2被发现包含多个高度甲基化网站,特别是E57 K68 E329,都充分结合位点的甲基化ACE2和RBD (59)。

7所示。ADP-ribosylation

目前,研究ADP-ribosylation关注NSP3 SARS-CoV-2感染后的蛋白质。干扰素的生产可以诱导宿主蛋白质发生PARP9 / DTX3L-dependent ADP-ribosylation (64年)。然而,NSP3的异位表达macrodomain SARS-CoV-2可以逆转这一修改,和水解干扰素信号过程的最终产品(64年)。上述过程抑制干扰素的级联免疫反应为核心,而不是直接抑制干扰素反应本身,因此,病毒可以在宿主细胞复制(图2)。NSP3的目标可能ADP-ribosylation PARP14-dependent STAT1,进而影响研究小组转录和干扰素表达,导致了严重的细胞因子风暴,但这种预测没有直接支持的证据(65年)。NSP3 macrodomain是一种潜在的药物靶标,NSP3 macrodomain抑制剂可能成为新的治疗COVID-19。

8。结论和未来的前景

天车在调节方面扮演着关键角色复制,传染性和致病性SARS-CoV-2过程中病毒感染和宿主反应。总结的影响铝电解SARS-CoV-2病毒蛋白在病毒和宿主提供表1和表2。SARS-CoV-2成功进入宿主细胞,躲避宿主免疫反应,可以帮助有效的翻译和复制的病毒RNA,增加了病毒载量在宿主细胞,并通过天车影响宿主细胞的新陈代谢。铝诱导处于初期阶段的级联反应,当病毒进入宿主细胞。SARS-CoV-2进入宿主细胞后,通过抑制病毒蛋白质干扰宿主免疫反应天车的主机。另一方面,病毒在宿主细胞蛋白质具体结合酶,触发天车的宿主细胞,改变宿主蛋白质的结构和性质,抑制宿主蛋白活性,逃避宿主的免疫反应,增加病毒毒力。

S蛋白,主要天车有糖基化、棕榈酰化,myristoylation和甲基化。他们不仅导致S蛋白的构象变化和增强ACE2的亲和力,同时也促进膜融合过程。因此,上述进步帮助病毒进入宿主细胞,影响病毒颗粒的生产,提高病毒的传染性。同时,聚糖形成的糖基化可以掩盖病毒抗原的抗原表位和逃避宿主的免疫反应。通过与主机交互toll样受体2和BRD2/4,糖化和乙酰化E蛋白诱导下游炎性细胞因子的释放和影响宿主的免疫反应。糖基化、succinylation myristoylation出现在M蛋白。修改M蛋白形成糖转运蛋白,可以帮助S蛋白进入宿主细胞,影响病毒复制通过影响病毒基因组RNA和核衣壳组装。各种铝发生在N蛋白,包括succinylation、乙酰化、甲基化、磷酸化和糖基化。各种多功能天车的协同效应促进了绑定的N蛋白的RNA 5 ' utr和改善其亲和力与RNA介导的病毒基因组RNA和核衣壳。此外,修改后的N蛋白还妨碍了本地化和压力颗粒在宿主细胞的形成。

SARS-CoV-2各种变体,伴成分改变是由于病毒基因的变化,然后蛋白质上的多功能天车是多种多样的,病毒传播性和毒性都发生了变化。例如,通过改变多糖模式S的蛋白质,如丰富的复杂类型聚糖和oligomannose-type聚糖,D614G突变可能改变S蛋白的构象,促进细胞膜融合,从而提高变异的感染性和传染性。目前,大多数疫苗是为了目标蛋白质。因此,突变发生在S蛋白的表面可能会影响疫苗的效果。因此,重要的是要检查疫苗功效不同的突变的影响。

目前,进一步研究天车SARS-CoV-2和宿主细胞的影响是必要的。首先,特定的病毒蛋白天车网站需要进一步研究和验证在活的有机体内。例如,N蛋白的乙酰化网站需要进一步验证在活的有机体内。此外,SARS-CoV-2研究糖基化集中在蛋白质,和一些研究已经完成是否有在其他结构蛋白糖基化的网站。N蛋白被认为是完全non-glycosylated,但最近有研究利用质谱预测多个糖基化站点N蛋白,如N47 N77,等等。然而,上述研究的结论需要进一步的实验证实。第二,天车在每个站点的具体效果和机制仍然是不完整的。例如,D614G突变,常见于各种SARS-CoV-2变异,被认为影响S蛋白的糖基化N616网站,这年代从一个封闭的蛋白质构象变化开放的构象,但D614G变异是否影响年代蛋白质绑定ACE2是有争议的。因此,D614G突变的分子机制影响S蛋白的糖基化和提高病毒的传播性和免疫逃避一直是当前研究热点。第三,天车的病毒感染宿主蛋白质的影响和天车的宿主蛋白的影响宿主细胞的病理生理学上需要进一步探索。第四,突变的影响疫苗效果仍然是未知的。根据突变理论推测,D614G坐落在S蛋白的结构,也不会导致抗原决定基的变化和表面结构的蛋白质,但S蛋白的突变发生在RBD地区有一个高概率的影响疫苗的功效。这一切都取决于进一步测试。

在本文中,我们综述了几种常见的影响铝电解SARS-CoV-2和主机,简要描述了多功能天车协助病毒发病或免疫逃避机制,并总结了一些修改网站或途径,这可能成为重要的疫苗研发的目标和对未来治疗COVID-19具有重要意义。

作者的贡献

所有作者的文章和批准提交的版本。噢,JS和瓦设计和抛光。

资金

这个项目是由国际联合研究中心病原体感染信息,吉林省(格兰特number20210504004GH);中青年科技创新人才和团队的吉林省科学技术厅中移动(批准号20200301001);关键科学技术部的研究和发展计划(批准号2022 yff1203204)和特殊生物安全研究项目的后勤支持部门的军事委员会(批准号923070201202)。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

引用