Aktuálne epidemiologické údaje uvádzajú, že: SARS-CoV-2 je prítomný vo viac ako 200 krajinách sveta, na celom svete (február 2021) ochorelo na COVID-19 približne 113 miliónov ľudí a z toho 2,5 milióna zomrel.
SARS-CoV-2 je vírus, ktorý postihuje predovšetkým dýchacie cesty a spôsobuje príznaky ako kašeľ, nachladnutie, horúčka a v závažných prípadoch aj dýchacie ťažkosti; niekedy však môže tiež vyvolať systémový zápal, spôsobujúci sepsu, srdcové zlyhanie a multiorgánovú dysfunkciu.
Infekcia SARS-CoV-2 je obzvlášť nebezpečná pre osoby nad 60 rokov, pre osoby s chronickými ochoreniami (napr .: cukrovka, ochorenie koronárnych artérií) a pre ľudí liečených liekmi znižujúcimi imunitu (napr .: chemoterapia, imunosupresíva).
Cieľom tohto článku je analyzovať štruktúru, genóm a proteíny SARS-CoV-2 a poskytnúť základné informácie o patogenéze vírusu.
Ďalšie informácie: SARS-CoV-2: Ako rozpoznať prvé príznaky a čo robiť SARS-CoV-2 je pozitívny jednovláknový RNA vírus s perikapsidom (alebo obálka).
Perikapsid je druh obálky umiestnenej okolo kapsidy niektorých vírusov; je tvorený fosfolipidmi a glykoproteínmi.
SARS-CoV-2 má genóm 29 881 dusíkatých báz, ktorý kóduje 9 860 aminokyselín.
Tento genóm je rozdelený na gény pre štrukturálne proteíny a gény pre neštrukturálne proteíny.
Štruktúrne proteínové gény kódujú špičkový proteín (skrátene S), perikapsidový proteín (skrátene E, z obalu), membránový proteín (skrátene M) a nukleokapsidový proteín (skrátene N).
Ako naznačuje názov, štrukturálne proteíny sa spájajú a vytvárajú štruktúru SARS-CoV-2.
Gény pre neštrukturálne proteíny, naopak, kódujú proteíny, ako je proteáza podobná 3-chymotrypsínu, proteáza podobná papaínu alebo RNA-dependentná RNA polymeráza, ktorých funkcie regulujú a riadia procesy replikácie. A zostava vírusov.
Nasleduje opis jednotlivých štruktúrnych proteínov so zameraním na proteín S a neštrukturálnych proteínov.
Vedeli ste, že ...
SARS-CoV-2 zdieľa približne 82% svojho genómu s koronavírusmi SARS-CoV (zodpovedné za SARS) a MERS-CoV (zodpovedné za respiračný syndróm na Blízkom východe).
Ak sa chcete dozvedieť viac: Koronavírus: Čo sú to? vzhľad koruny (odtiaľ výraz "koronavírus").
Špičkový proteín váži 180-200 kDa (čítaj kiloDalton) a pozostáva z 1 273 aminokyselín.
Spike sa skladá z dvoch hlavných zložiek aminokyselín, nazývaných podjednotky S1 (14-685) a S2 podjednotky (686-1,273):
- Podjednotka S1 je hostiteľom aminokyselinovej sekvencie známej ako RBD (anglická skratka pre „Väzbová doména receptora“, tj. doména viažuca receptor), ktorá je podstatná pre väzbu vírusu na bunky hostiteľa (tj. človeka).
- Podjednotka S2 je naopak miesto aminokyselinových sekvencií (fúzny peptid, HR1, HR2, transmembránová doména a cytoplazmatická doména), ktorých konečnou funkciou je uprednostniť fúziu a vstup vírusu do hostiteľských buniek.
V pôvodnom stave (t. J. Keď vírus nikoho neinfikuje) je špičatý proteín vo forme neaktívneho prekurzora.Keď sa však vírus stretne s potenciálnym infekčným organizmom, okamžite prejde do aktívnej formy: proteázy cieľových buniek spustia aktivačný proces (aktivuje ho teda samotný hostiteľ!), Čo „rozbije“ hrotom a vytvorte podjednotky S1 a S2.
Ako funguje proteín Spike SARS-CoV-2
Fungovanie špičkového proteínu SARS-CoV-2 je komplexné; predmetný článok má za cieľ ho čo najviac zjednodušiť, aby bol čitateľom zrozumiteľný.
Špičkový proteín je zásadný pre zahájenie procesu hostiteľskej infekcie; inými slovami, je to zbraň, ktorú nový koronavírus používa na vyvolanie infekcie známej ako COVID-19.
Proces infekcie spôsobený hrotmi je možné rozdeliť do dvoch fáz:
- Väzba na hostiteľskú bunku. Je to fáza, v ktorej vírus napadne a naviaže sa na bunky organizmu, ktoré potom nakazí.
- Fúzia vírusovej membrány (v podstate vírusu) s membránou hostiteľskej bunky. Je to fáza, ktorá umožňuje vírusu vstúpiť do buniek napadnutého organizmu a rozšíriť tam svoj genóm.
Väzba na hostiteľské bunky
Špikový proteín sa viaže na hostiteľské bunky prostredníctvom sekvencie RBD podjednotky Sl.
Vedecké štúdie zistili, že sekvencia RBD sa viaže na hostiteľské bunky prostredníctvom „interakcie s receptorom ACE2 umiestneným na povrchu plazmatickej membrány samotných buniek.
ACE2 je enzým a je homológny s ACE, proteínom zodpovedným za premenu angiotenzínu 1-9.
U ľudí sa ACE2 nachádza hlavne na povrchu plazmatickej membrány buniek orgánov, ako sú pľúca, črevá, srdce a obličky.
Akonáhle je podjednotka S1 naviazaná na ACE2, proteín S začne meniť konformáciu; táto udalosť slúži na podporu fúznej fázy a vstupu vírusu do hostiteľskej bunky.
Väzba na ACE2 a výsledná konformačná zmena sú dva základné aspekty pre realizáciu vakcíny proti SARS-CoV-2 a pre pochopenie mechanizmov antigenicity a imunitnej reakcie implementovaných hostiteľom.
Je však potrebné vziať do úvahy problém: mutácie v podjednotke S1 a najmä v sekvencii RBD by mohli zmeniť spôsob, akým sa vyvíja konformačná zmena; v dôsledku toho by to mohlo ovplyvniť antigénne vlastnosti a vakcíny s účinnosťou (naučiť sa viac o téme, odporúčame prečítať si článok venovaný variantom SARS-CoV-2).
Fúzia hostiteľských buniek
Špičkový proteín fúzuje vírus s hostiteľskou bunkou prostredníctvom aminokyselinových sekvencií podjednotky S2.
Proces fúzie vírusu prebieha na vlne konformačnej zmeny proteínu S indukovanej väzbou medzi RBD a hostiteľským receptorom ACE2: zmena hrotovej konformácie v skutočnosti prináša vírusovú membránu bližšie k plazmatickej membráne hostiteľskej bunky. až do interakcie, do fúzie medzi membránami a nakoniec do začlenenia infekčného vírusu.
Akonáhle je vírusový genóm vo vnútri hostiteľskej bunky, vírus začne svoju replikáciu a infekčný proces možno považovať za ukončený.
Ďalšie informácie: Spike proteínové mutácie: Varianty SARS-CoV-2 zrelé, s nukleovou kyselinou (DNA alebo RNA) uzavretou v proteínovej kapsule, nazývanej kapsid.Štúdie v tomto ohľade ukázali, že proteín E SARS-CoV-2 je viroporín, ktorý sa po umiestnení do hostiteľskej bunky lokalizuje na membráne Golgiho aparátu a endoplazmatického retikula, aby sa uľahčilo zostavenie a uvoľnenie. viriónov.
Viroporín je vírusový proteín, ktorý v bunkách hostiteľa pôsobí ako membránový kanál.
Proteín E SARS-CoV-2 je veľmi podobný proteínu SARS-CoV, ale má určité rozdiely od proteínu MERS-CoV.
vírusové, nazývané proteázy a produkované vírusom skoro; tieto proteázy sa starajú o „rezanie“ polyproteínov v presných bodoch, aby vznikli jednotlivé neštrukturálne proteíny.
Polyproteínová stratégia (z ktorej sú odvodené menšie proteíny) je medzi vírusmi veľmi bežná.
Je zaujímavé poukázať na to, že pred rezaním sú proteíny stále zahrnuté v polyproteínoch neaktívne, nefunkčné; funkčné sa stanú až po zásahu proteáz a ich štiepení vzhľadom na hlavné reťazce aminokyselín.
Hlavnou funkciou neštrukturálnych proteínov SARS-CoV-2 je vysporiadať sa s transkripciou a replikáciou vírusovej RNA.
Je však potrebné poznamenať, že tieto proteíny sa tiež podieľajú na vírusovej patogenéze.
Proteáza SARS-CoV-2
Dva neštrukturálne proteíny zásadné pre SARS-CoV-2 sú nepochybne proteázy, ktoré sa zaoberajú „rezaním“ polyproteínov a tvorbou proteínov užitočných na transkripciu a replikáciu vírusovej RNA.
Tieto proteázy sú známe ako proteázy podobné 3-chymotrypsínu (skrátene 3CLpro) a proteíny podobné papaínu (skrátene PLpro).
Vzhľadom na to, že proteíny, z ktorých vznikajú, potom slúžia na šírenie infekcie v hostiteľovi, predstavujú predmetné proteázy zaujímavý farmakologický cieľ.
RNA RNA-dependentná polymeráza
RNA-dependentná RNA polymeráza je neštrukturálny proteín SARS-CoV-2 nevyhnutný pre replikáciu vírusového genómu určeného pre nové virióny.
Tento neštrukturálny proteín by tiež predstavoval atraktívny farmakologický cieľ.
hostiteľa a využíva ich na transláciu vlastného genómu do RNA a vytvorenie proteínov potrebných na replikáciu rovnakého genetického materiálu a na zostavenie nových viriónov.Na základe vyššie uvedeného kľúčová úloha v transkripcii a replikácii vírusovej RNA patrí neštrukturálnym proteínom.
S transkripciou a replikáciou vírusového genómu sa SARS-CoV-2 začína šíriť v hostiteľovi, čím sa iniciuje skutočné infekčné ochorenie.
V tejto fáze vírus pôsobí na hostiteľský organizmus jednak cytocídnou aktivitou (tj. Zabíja bunky), jednak mechanizmami sprostredkovanými imunitou.
Pokiaľ ide o cytocídnu aktivitu, dôkazy naznačujú, že SARS-CoV-2 indukuje apoptózu (bunkovú smrť) a lýzu buniek; konkrétnejšie sa ukázalo, že vírus v infikovanej bunke produkuje syncytia a spôsobuje prasknutie buniek. "Golgiho aparát , po replikácii.
Pokiaľ ide o mechanizmy sprostredkované imunitným systémom, výskum ukázal, že SARS-CoV-2 zahŕňa vrodený aj adaptívny imunitný systém (protilátky a T lymfocyty).
Prečo je SARS-CoV-2 infekčnejší ako koronavírus SARS?
SARS-CoV, koronavírus zodpovedný za SARS, tiež napáda hostiteľské bunky využívaním interakcie medzi RBD a receptorom ACE2 prítomným v bunkách dýchacieho traktu.
Medzi týmto typom väzby a typom zavedeným pomocou SARS-CoV-2 však existuje dôležitý rozdiel: sekvencia RBD koronavírusu zodpovedného za COVID-19 má oveľa väčšiu afinitu k ACE2 a viaže sa na ňu oveľa efektívnejšie. , čo má za následok oveľa väčšiu účinnosť v procese invázie hostiteľských buniek.
Vedecké štúdie v tomto ohľade ukázali, že rozdiel v interakcii opísaný vyššie je spôsobený odlišným zložením aminokyselín medzi RBD SARS-CoV a RBD SARS-CoV-2; konkrétne existujú dve oblasti aminokyselín s dôležitými rozdielmi.
Tento rozdiel v afinite vysvetľuje niekoľko aspektov:
- Dôvod, prečo má SARS-CoV-2 vyššiu R0 ako SARS-CoV;
- Dôvod, prečo lieky a vakcíny, ktoré sa zamerali na sekvenciu SARS-CoV RBD a ktoré sa zdali byť účinné, nie sú vhodné proti SARS-CoV-2.
Čo je R0?
Tiež známy ako "základné reprodukčné číslo", R0 predstavuje priemerný počet sekundárnych infekcií produkovaných každým infikovaným jedincom v plne vnímavej populácii (tj. Nikdy v kontakte s novým objavujúcim sa patogénom).
Tento parameter meria potenciálnu prenosnosť infekčnej choroby.
Prozápalové cytokíny vznikajú z činnosti určitých buniek imunitného systému.
Za normálnych podmienok slúžia na reguláciu imunitnej reakcie, zápalu a krvotvorby.
Klinické údaje a ďalší výskum ďalej ukázali, že nadprodukcia prozápalových cytokínov pozorovaná v prítomnosti závažnej infekcie SARS-CoV-2 sa môže rozšíriť do iných orgánov (napr. Do srdca), čo spôsobuje ich dysfunkciu a ovplyvňuje koaguláciu procesy, vyvolávajúce tvorbu trombu.
Keď SARS-CoV-2 spustí rozsiahlu nadprodukciu prozápalových cytokínov, odborníci tento jav označujú ako „syndróm cytokínovej búrky“.
-cos-sintomi-e-primo-soccorso.jpg)
