A estrutura cristalina de um domínio de ligação ao receptor do vírus espumoso símio fornece pistas sobre a entrada nas células hospedeiras

Nature Communications volume 14, Número do artigo: 1262 (2023) Citar este artigo

1843 acessos

15 Altmétrica

Detalhes das métricas

A glicoproteína do envelope de superfície (Env) de todos os retrovírus medeia a ligação do vírus às células e a fusão das membranas viral e celular. Uma relação estrutura-função para o HIV Env que pertence à subfamília Orthoretrovirus foi bem estabelecida. No entanto, faltam informações estruturais para os vírus Env of Foamy (FVs), a segunda subfamília retroviral. Neste trabalho apresentamos a estrutura de raios-X do domínio de ligação ao receptor (RBD) de um símio FV Env com resolução de 2,57 Å, revelando dois subdomínios e uma dobra inédita. Geramos um modelo para a organização dos RBDs dentro do Env trimérico, que indica que os subdomínios superiores formam uma estrutura semelhante a uma gaiola no ápice do Env, e identificamos os resíduos K342, R343, R359 e R369 no subdomínio inferior como jogadores-chave para a interação do RBD e partículas virais com sulfato de heparano.

Os spumaretrovírus, também conhecidos como vírus espumosos (FVs), são retrovírus antigos que coevoluíram com hospedeiros vertebrados por mais de 400 milhões de anos1,2. FVs são prevalentes em primatas não humanos, que podem transmiti-los aos humanos, na maioria das vezes por meio de mordidas3. Ao contrário de seus parentes Orthoretrovirinae mais bem estudados (sendo o HIV o membro mais notável), os FVs têm genomas de mutação extremamente lenta e não induzem patologias graves, apesar de se integrarem ao genoma do hospedeiro e estabelecerem infecções persistentes ao longo da vida4,5. Esses recursos, juntamente com amplo tropismo e variedade de hospedeiros6, tornam os FVs candidatos a vetores atraentes para terapia genética7.

As proteínas de fusão viral conduzem a fusão da membrana por meio de uma alteração conformacional, que pode ser desencadeada pela acidificação em um compartimento endossomal e/ou ligação a um receptor celular específico8,9. Os FVs entram nas células por endocitose, com a fusão das membranas viral e celular ocorrendo no compartimento endossomal de maneira sensível ao pH, levando à liberação do nucleocapsídeo para o citosol10. A exceção é o protótipo FV (PFV), que também pode se fundir na membrana plasmática11. A glicoproteína do envelope FV (Env) pertence a um fusogênio classe I12, que são sintetizados como precursores de cadeia simples que se dobram em trímeros, e cujos protômeros são posteriormente clivados no compartimento de Golgi durante o transporte para a superfície celular. O FV Env é clivado em dois locais pela furina celular durante a maturação, dando origem a 3 fragmentos: o peptídeo líder (LP), a subunidade de superfície (SU), que inclui o domínio de ligação ao receptor (RBD) e a subunidade transmembrana (TM ), que abriga a maquinaria de fusão. A informação estrutural disponível para FV Env é limitada a tomografia crioeletrônica (ET) de partículas virais e uma reconstrução de microscopia crioeletrônica (EM) de 9 Å de PFV Env13, que revelou trímeros LP-SU-TM dispostos em conjuntos hexagonais interligados13, 14, com uma arquitetura diferente da dos trímeros HIV Env15.

Heparam sulfato (HS) é um fator de ligação para PFV e felino FV16,17, mas os requisitos para um receptor de superfície ou intracelular, que desencadearia a fusão da membrana por FV Env, permanecem obscuros. A busca por um receptor tem sido complicada pela ligação do FV ao HS, que é ubiquamente expresso nas células, mascarando potenciais candidatos a receptores de entrada. Um RBD bipartido, consistindo em duas regiões descontínuas da cadeia polipeptídica, foi identificado pela triagem de um painel de truncamentos SU recombinantes para ligação às células18. O RBD também se mostrou o principal alvo de anticorpos neutralizantes em humanos infectados19,20.

FV Env é fortemente glicosilado, com pelo menos 13 locais de glicosilação ligados a N previstos. As análises mutacionais revelaram que três desses N-sites são essenciais para a infecciosidade do PFV - 2 localizados na subunidade TM e um no RBD. O último local, referido como o local de glicosilação 8 ou N821 é conservado em toda a subfamília FV e foi sugerido que desempenha um papel direto na ligação a um receptor18 (para distinguir a nomenclatura dos locais de glicosilação N-ligados previstos (N1 a N15) do símbolo de uma única letra para asparagina (N), o primeiro será sublinhado ao longo do texto). Os determinantes moleculares remanescentes da interação RBD com células hospedeiras permanecem indefinidos, em grande parte devido à falta de informação estrutural, que impediu abordagens racionais para mutagênese e análises funcionais. Uma estrutura de alta resolução do FV RBD, informações estruturais sobre a organização dos RBDs dentro do trímero Env e como os RBDs contribuem para a ativação do Env não estão disponíveis.