Comunicación

COMPARACION DE LAS PROTEÍNAS ESPICULARES DE MANUS JAVANICA ( PANGOLIN), MURCIÉLADO DE HERRADURA Y SARS-COV2.

Autores:

Juan Carlos Lopez Corbalan1, AURELIO LUNA MALDONADO2, Luis López Penabad3

Afiliaciones:

(1) Inspeccion Farmacéutica y Control de Drogas., 03071, España (Comunidad Valenciana)
(2) MEDICINA LEGAL Y FORENSE. LEGISLACION SANITARIA, IMIB-Arrixaca, España
(3) Hospital San Juan, 03540, España (Comunidad Valenciana)

Comunicación:

Antecedentes:

Axioma: " Los sabios estan llenos de dudas y los ignorantes seguro de todo» Un epítopo, también llamado determinante antigénico, es la pequeña secuencia de aminoácidos (aa) a la que se unen los anticuerpos y los linfocitos. . El coronavirus de murciélago RaTG13 es el que más se parece al SARS-2, con un 96 % de su genoma, entre todos los secuenciados; pero el dominio de unión al receptor (RBD) de la proteína espicular (S) de SARS-2 se parece más al del coronavirus de pangolín GD/2019, cuyo genoma no se ha secuenciado de forma completa. Se ha especulado que la existencia de proteisan de serina, cleavage de furina, eran muy específicas para una hipotética manipulación artificial del virus, cosa que ha sido absolutamente rechazada por la gran mayoria de los virólogos. La estructura de los RBD de las proteínas S de los tres coronavirus son muy similares entre sí. Sin embargo, los RBD de PCoV-GX y SARS-2 se unen al receptor ACE2 humano (hACE2) con mayor que fuerza que el de RaTG13 gracias a los seis residuos (aminoácidos) Y449, F486, Q493, Q498, N501 e Y505 de SARS-2; en RaTG13 son F449, L486, E493, Y498, D501 e H505, mientras en PCoV-GX son Y449, L486, E493, H498, T501 e Y505. La comparación muestra que los cambios de residuos más relevantes para que RaTG13 se una más débilmente a hACE2 son solo dos, Y449F e Y505H. o Junxian Ou, Zhonghua Zhou, …, Qiwei Zhang, «Emergence of SARS-CoV-2 spike RBD mutants that enhance viral infectivity through increased human ACE2 receptor binding affinity,» bioRxiv preprint 991844 (12 Sep 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.15.991844. Sobre el papel de los glicanos de la glicoproteína espicular en la unión al receptor recomiendo Peng Zhao, Jeremy L. Praissman, …, Lance Wells, «Virus-Receptor Interactions of Glycosylated SARS-CoV-2 Spike and Human ACE2 Receptor,» bioRxiv preprint 172403 (24 Jul 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.06.25.172403. [/PS] Fuente: Current Biology (2020) https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.05.023 El coronavirus de murciélago (que haya sido secuenciado) más parecido al coronavirus humano SARS-CoV-2 se llama RaTG13; se aisló en un murciélago Rhinolophus affinis de la provincia de Yunnan, China; su ARN coincide con el del SARS-CoV-2 en un 96.2 %. Otros coronavirus de murciélagos secuenciados que también se parecen, aunque algo menos, son RmYN02 un 93.3 %, ZC45 un 87.6 % y ZXC21 un 87.4 %. Lo más relevante en la infección por SARS-CoV-2 es la proteína S de la espícula; la secuencia de nucleótidos de la proteína S de estos coronavirus de murciélagos se parecen a la humana en un 92.9 % (RaTG13), 75.1 % (ZC45), 74.6 % (ZXC21) y 71.9 % (RmYN02), y en aminoácidos en un 97.4 % (RaTG13), 80.2 % (ZC45), 79.6 % (ZXC1) y 72.9 % (RmYN02). El dominio de unión al receptor (RBD) es la parte más relevante de la proteína S para la infección; la secuencia de nucleótidos del RBD de estos coronavirus de murciélagos se parecen a la humana en un 85.3 % (RaTG13), 62.1 % (ZC45), 61.3 % (RmYN02) y 60.6 % (ZXC21), y en aminoácidos en un 89.3 % (RaTG13), 63.5 % (ZC45), 62.9 % (ZXC21) y 62.4 % (RmYN02). Por tanto, la estructura tridimensional de la espícula del coronavirus de murciélago RaTG13 (como el resto de su genoma) es la que más se parece a la de SARS-CoV-2. Sin embargo, la teoría de la evolución predice que tienen que existir coronavirus de animales con un RBD en su proteína S que se parezcan aún más al de la humana, aunque el resto de su genoma se parezca mucho menos. La razón es puramente estadística y se resume en una sola palabra: mutaciones. La hipótesis de que el pangolín es el animal intermediario entre murciélagos y humanos tiene su origen en este hecho. El elemento clave para la infectividad del coronavirus es el RBD responsable de la unión de la espícula con el receptor hACE2. La estructura tridimensional de los RBD de RaTG13, PCoV-GX y SARS-2 es muy similar (como muestra esta figura). Por tanto, las diferencias observadas en los experimentos in vitro tienen su origen en residuos (aminoácidos) muy concretos, afectando muy poco las diferencias restantes. No quiero entrar en más detalles de los ya reseñados en el segundo párrafo de este pieza; los interesados pueden consultar el artículo; solo me gustaría resaltar una cuestión. El nuevo artículo muestra lo fácil que es la evolución natural desde un coronavirus de murciélago similar a RaTG13 hasta el coronavirus humano SARS-CoV-2. Si de alguna forma algún coronavirus similar a RaTG13 con un par de mutaciones en su RBD infectó a un humano capaz de contagiar a otros, sus mutaciones posteriores pudieron ser responsables de las diferencias que observamos en el resto de su genoma.

Métodos:

Revision de artículo Xinquan Wang, Shuyuan Zhang, …, Linqi Zhang, «Bat and pangolin coronavirus spike glycoprotein structures provide insights into SARS-CoV-2 evolution,» bioRxiv preprint 307439 (22 Sep 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.21.307439 (en mi opinión acabará publicado en una revista científica de alto impacto). También he tomado una tabla de Hong Zhou, Xing Chen, …, Weifeng Shi, «A Novel Bat Coronavirus Closely Related to SARS-CoV-2 Contains Natural Insertions at the S1/S2 Cleavage Site of the Spike Protein,» Current Biology 30: P2196-2203.E3 (08 Jun 2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.05.023, bioRxiv preprint 974139 (06 Mar 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.02.974139. bioRxiv (2020) https://doi.org/10.1101/2020.09.21.307439 L Xiaoqiang Huang, Chengxin Zhang, …, Yang Zhang, «Identifying zoonotic origin of SARS-CoV-2 by modeling the binding affinity between Spike receptor-binding domain and host ACE2,» bioRxiv preprint 293449 (11 Sep 2020), doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.11.293449.

Resultados:

El RBD del coronavirus de pangolín GD/2019 se parece al humano en aminoácidos en un 97.4 % (compara este número con el 89.3 % de RaTG13), pero su proteína S solo se parece en un 90.7 % (mientras la de RaTG13 se parece en un 97.4 %). Más aún, no se ha podido secuenciar de forma completa el genoma del coronavirus de pangolín GD/2019, que se aisló en muestras de varios pangolines malayos Manis javanica importados ilegalmente en la provincia de Guangdong (GD), China. El problema es que apenas se han secuenciado de forma completa coronavirus de pangolín; El coronavirus de pangolín secuenciado de forma completa más parecido al coronavirus humano SARS-CoV-2 se llama GX/P5L/2017 , su ARN coincide con el del SARS-CoV-2 en un 85.2 % (compara este valor con el 96.2 % de RaTG13). El RBD de GX/P5L/2017 se parece al humano en aminoácidos en un 86.8 % (menos que el 89.3 % de RaTG13 y el 97.4 % de GD/2019) y su proteína S solo se parece en un 92.4 % (la de RaTG13 alcanza un 97.4 %). Las proteínas espiculares de RaTG13 y PCoV-GX son muy parecidas a las de SARS-2 (esta figura muestra sus diferencias en su estructura secundaria); puedes ver su secuencia en nucleótidos y aminoácidos en NCBI GenBank 43740568 (SARS-2), QHR63300.2 (RaTG13) y QIA48614.1 (PCoV-GX). La proteína S está dividida en dos subunidades llamadas S1 («sombrero de la seta») y S2 («pie de la seta») separadas por el punto de escisión (o corte) por furina S1/S2. La subunidad S1 se inicia con un dominio N-terminal (NTD), un dominio C-terminal (CTD) que actúa como RBD, y los subdominios 1 y 2 (SD1 y SD2). La subunidad S2 se inicia con una hélice alfa final (UH), o la S1 acaba con ella pues está justo antes del sitio de escisión por proteasas (S2′), luego viene el péptido de fusión (FP), la región conectiva (CR), la región 1 de heptámeros repetidos (HR1), la hélice alfa central (CH), una horquilla beta (BH), el subdominio 3 (SD3) y la región 2 de heptámeros repetidos (HR2); esta última aparece en la figura con línea a trazos pero es idéntica en los tres coronavirus.

Conclusiones:

Por tanto, la hipótesis de que el pangolín es el animal intermediario se encuentra con un grave problema, no se ha secuenciado ningún coronavirus de pangolín más parecido al humano que el más parecido de los de murciélagos. No se puede descartar que haya habido eventos de recombinación en un pangolín infectado de forma simultánea por un coronavirus de pangolín (similar a GD) y uno de murciélago (similar a RaTG13), La estructura tridimensional de la espícula (un trímero formado por tres copias de la glicoproteína espicular) de los coronavirus RaTG13, PCoV-GX y SARS-2 es muy similar (en esta figura se muestra la distribución de sitios de glicosilación con algunos glicanos). Se trata de estructuras en forma de «seta» con una altura de ~150 Å y una anchura de ~120 Å; el «sombrero» superior está dominado por hebras (o láminas) beta y el «pie» inferior por hélices alfa.


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