Article
Structural analysis of SARS-Cov-2 nonstructural protein 1 polymorphisms found in the Brazilian Amazon
Registro en:
ZANCHI, Fernando Berton et al. Structural analysis of SARS-Cov-2 nonstructural protein 1 polymorphisms found in the Brazilian Amazon. Experimental Biology and Medicine, [s. l.], v. 246, p. 2332-2337, nov. 2021.
1535-3702
10.1177/15353702211021348
Autor
Zanchi, Fernando Berton
Mariúba, Luis Andre
Nascimento, Valdinete
Souza, Victor
Corado, Andre
Nascimento, Fernanda
Costa, Agatha Kelly
Duarte, Débora
Silva, George
Mejía, Matilde
Pessoa, Karina
Gonçalves, Luciana
Brandão, Maria Júlia
Jesus, Michele
Glória, Juliane
Silva, Marineide
Mattos, Tirza
Costa, Cristiano da
Naveca, Felipe Gomes
Resumen
A doença do coronavírus COVID-19 tem sido a causa de milhões de mortes em todo o mundo. Dentre as proteínas do SARS-CoV-2, a proteína não estrutural 1 (NSP1) tem grande importância durante o processo de infecção do vírus e está presente tanto em alfa quanto em beta-CoVs. Portanto, o monitoramento dos polimorfismos de NSP1 é crucial para entender seu papel durante a infecção e a patogenicidade induzida pelo vírus. Aqui, analisamos como mutações detectadas no SARS-CoV-2 circulante na população da cidade de Manaus, estado do Amazonas, Brasil, poderiam modificar a estrutura terciária da proteína NSP1. Três mutações foram detectadas no gene SARS-CoV-2 NSP1: deleção dos aminoácidos KSF das posições 141 a 143 (delKSF), SARS-CoV-2, linhagem B.1.195; e duas substituições, R29H e R43C, linhagem SARSCoV-2 B.1.1.28 e B.1.1.33, respectivamente. O delKSF foi encontrado em 47 amostras, enquanto R29H e R43C foram encontrados em duas amostras, uma para cada mutação. As estruturas NSP1 que carregam as mutações R43C e R29H na porção N-terminal (por exemplo, resíduos 10 a 127) mostraram divergência de espinha dorsal menor em comparação com o modelo Wuhan. No entanto, a região C-terminal de NSP1 (resíduos 145 a 180) foi severamente afetada nos mutantes delKSF e R29H. A região variável intermediária (resíduos 144 a 148) leva a alterações na região C-terminal, particularmente na estrutura delKSF. Novas investigações devem ser realizadas para analisar como essas alterações afetam a atividade da NSP1 durante a infecção. Nossos resultados reforçam a necessidade de vigilância genômica contínua do SARS-CoV-2 para entender melhor a evolução do vírus e avaliar o impacto potencial das mutações virais nas vacinas aprovadas e futuras terapias. The coronavirus disease COVID-19 has been the cause of millions of deaths worldwide. Among the SARS-CoV-2 proteins, the non-structural protein 1 (NSP1) has great importance during the virus infection process and is present in both alpha and beta-CoVs. Therefore, monitoring of NSP1 polymorphisms is crucial in order to understand their role during infection and virus-induced pathogenicity. Herein, we analyzed how mutations detected in the circulating SARS-CoV-2 in the population of the city of Manaus, Amazonas state, Brazil could modify the tertiary structure of the NSP1 protein. Three mutations were detected in the SARS-CoV-2 NSP1 gene: deletion of the amino acids KSF from positions 141 to 143 (delKSF), SARS-CoV-2, lineage B.1.195; and two substitutions, R29H and R43C, SARSCoV-2 lineage B.1.1.28 and B.1.1.33, respectively. The delKSF was found in 47 samples, whereas R29H and R43C were found in two samples, one for each mutation. The NSP1 structures carrying the mutations R43C and R29H on the N-terminal portion (e.g. residues 10 to 127) showed minor backbone divergence compared to the Wuhan model. However, the NSP1 C-terminal region (residues 145 to 180) was severely affected in the delKSF and R29H mutants. The intermediate variable region (residues 144 to 148) leads to changes in the C-terminal region, particularly in the delKSF structure. New investigations must be carried out to analyze how these changes affect NSP1 activity during the infection. Our results reinforce the need for continuous genomic surveillance of SARS-CoV-2 to better understand virus evolution and assess the potential impact of the viral mutations on the approved vaccines and future therapies.