Souvent négligées, les molécules appelées glycanes régulent la fonction des protéines de pointe du COVID-19

Un modèle moléculaire montre la protéine de pointe SARS-CoV-2 fortement glycosylée (cyan, avec des glycanes en gris et d'autres couleurs) liée au récepteur cellulaire ACE2 (jaune). Une nouvelle étude met en évidence le rôle critique des N-glycanes, en particulier ceux attachés à la protéine de pointe aux sites connus sous le nom de N61 et N801, et des protéines chaperonnes N-glycanes dans le réglage de l'infectivité du SRAS-CoV-2. Crédit :Crédit :Qi Yang et al., Science Advances (2022). DOI :10.1126/sciadv.abq8678

Si vous êtes un lecteur avide d'actualités scientifiques, vous avez probablement entendu parler de protéines virales telles que la protéine de pointe COVID-19.

Une classe de molécules appelées glycanes est peut-être moins connue dans l'anatomie des virus. Mais ceux-ci sont également importants.

Les glycanes sont des glucides complexes qui décorent la surface des virus, et "chaque virus a une distribution différente de glucides", explique Sriram Neelamegham, ingénieur et chercheur en médecine à l'Université de Buffalo. Comme il l'explique, le VIH utilise les glycanes comme bouclier, employant ces molécules pour se cacher des anticorps anti-virus. Le H1N1, une souche de la grippe, exploite les glycanes pour pénétrer dans les cellules hôtes, ajoute-t-il.

Et maintenant, Neelamegham fait partie des scientifiques qui éclairent le rôle que les glycanes peuvent jouer dans la fonction du SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19.

Dans une nouvelle étude, son équipe a analysé un sous-ensemble de glycanes appelés N-glycanes, en se concentrant sur les N-glycanes qui sont attachés à la protéine de pointe du SRAS-CoV-2. Les chercheurs ont découvert que plusieurs de ces N-glycanes, en particulier ceux attachés à la protéine de pointe sur des sites connus sous le nom de N61 et N801, sont probablement critiques pour la fonction du SARS-CoV-2.

La recherche a été publiée le 23 septembre dans Science Advances . Neelamegham, Ph.D., professeur émérite de l'UB en génie chimique et biologique, génie biomédical et médecine, est l'auteur principal. Qi Yang, titulaire d'un doctorat de l'UB. étudiant en génie chimique et biologique, est le premier auteur.

« Nous avons découvert que des N-glycanes spécifiques semblent réguler le développement et la maturation fonctionnelle de la protéine de pointe SARS-CoV-2 », explique Neelamegham. "C'est important car la protéine de pointe est très importante pour l'entrée virale dans les cellules hôtes."

L'étude a été menée, en partie, à l'aide de répliques créées artificiellement du virus SARS-CoV-2 appelées particules virales (VLP). Les VLP utilisées dans la recherche ont été conçues pour empêcher spécifiquement la formation de divers N-glycanes sur la protéine de pointe. Au cours de ces enquêtes, les modifications relatives à N61 et N801 ont réduit la capacité des VLP à pénétrer dans les cellules hôtes d'environ 75 à 85 %, ce qui suggère que ces glycanes sont des vulnérabilités critiques des virus, selon la recherche.

Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour déterminer la raison exacte pour laquelle cela se produit, il est possible que N61 et/ou N801 jouent un rôle en aidant à replier la protéine de pointe dans la configuration appropriée, déclare Neelamegham.

En cherchant à comprendre la mécanique du repliement, son équipe a étudié les rôles de diverses « chaperons » ou « lectines » intracellulaires de liaison aux glucides qui aident à la synthèse de la pointe. Ces études ont montré qu'une protéine "chaperone" appelée calnexine, qui facilite ce type de repliement, régule l'entrée des VLP dans les cellules hôtes. C'est intéressant, dit Neelamegham, car la calnexine est connue pour se lier aux N-glycanes, bien que les scientifiques ne sachent pas si la calnexine interagit spécifiquement avec les glycanes en N61 et N801 ou non, entre autres glycanes.

Les résultats mettent en évidence les glycanes liés à N sur la protéine de pointe comme cibles médicamenteuses potentielles pour COVID-19. Une prochaine étape de la recherche consisterait à valider les résultats à l'aide de modèles animaux appropriés, explique Neelamegham. La recherche souligne également l'importance d'étudier le rôle des glycanes dans d'autres maladies causées par des virus.

"La glycomique est un domaine mineur par rapport à l'étude des protéines :davantage de chercheurs se concentrent sur les protéines puisque les principales cibles des anticorps neutralisants sont les épitopes protéiques", explique Yang. "Mais nos résultats montrent que ces glycanes sont en effet importants en termes de fonction virale dans le SRAS-CoV-2. C'est pourquoi nous choisissons de marcher dans cette direction." + Explorer plus loin