Evolutionary and structural analysis of SARS-CoV-2 specific evasion of host immunity.
Evolutionary and structural analysis of SARS-CoV-2 specific evasion of host immunity.
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DOI：
10.1038/s41435-020-00120-6
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发表时间：
2020-12
影响因子：
5
通讯作者：
Abbasi AA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hussain I;Pervaiz N;Khan A;Saleem S;Shireen H;Wei DQ;Labrie V;Bao Y;Abbasi AA
由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）引起的2019冠状病毒病（COVID-19）疫情在全球范围内迅速蔓延。迫切需要了解病毒如何抵消宿主的先天免疫反应。冠状病毒的有害临床表现与病毒通过位于非结构蛋白-3 （Nsp3）内的病毒大结构域诱导的先天免疫反应的直接失调有关。然而，关于大结构域与SARS-CoV-2异常高致病性的关系尚无实质性信息。本研究表明，大结构域的结构进化可能对SARS-CoV-2的独特致病性起关键作用。利用序列、结构和系统发育分析，我们确定了一组特定的历史替换，这些替换概括了抵消宿主免疫反应的大结构域的进化。这些进化取代可能改变和重新定位二级结构元件，以产生新的蛋白质内接触，从而可能增强SARS-CoV-2抑制宿主免疫的能力。此外，我们发现这种病毒的不同寻常的毒力可能是达尔文选择驱动的上位性在蛋白质进化中的结果。我们的研究结果支持在体外和体内模型中进一步表征大结构域特异性进化替代，以确定它们对宿主免疫系统的抑制作用。
The outbreak of coronavirus disease 2019 (COVID-19) caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is spreading fast worldwide. There is a pressing need to understand how the virus counteracts host innate immune responses. Deleterious clinical manifestations of coronaviruses have been associated with virus-induced direct dysregulation of innate immune responses occurring via viral macrodomains located within nonstructural protein-3 (Nsp3). However, no substantial information is available concerning the relationship of macrodomains to the unusually high pathogenicity of SARS-CoV-2. Here, we show that structural evolution of macrodomains may impart a critical role to the unique pathogenicity of SARS-CoV-2. Using sequence, structural, and phylogenetic analysis, we identify a specific set of historical substitutions that recapitulate the evolution of the macrodomains that counteract host immune response. These evolutionary substitutions may alter and reposition the secondary structural elements to create new intra-protein contacts and, thereby, may enhance the ability of SARS-CoV-2 to inhibit host immunity. Further, we find that the unusual virulence of this virus is potentially the consequence of Darwinian selection‐driven epistasis in protein evolution. Our findings warrant further characterization of macrodomain-specific evolutionary substitutions in in vitro and in vivo models to determine their inhibitory effects on the host immune system.
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DOI：
10.1093/bioinformatics/8.3.275
发表时间：
1992-06-01
期刊：
COMPUTER APPLICATIONS IN THE BIOSCIENCES
影响因子：
--
作者：
JONES, DT;TAYLOR, WR;THORNTON, JM
通讯作者：
THORNTON, JM
DOI：
10.1073/pnas.89.22.10915
发表时间：
1992-11-15
影响因子：
11.1
作者：
HENIKOFF, S;HENIKOFF, JG
通讯作者：
HENIKOFF, JG
影响因子：
5.6
作者：
MAIOROV, VN;CRIPPEN, GM
通讯作者：
CRIPPEN, GM
影响因子：
14.9
作者：
Buchan, Daniel W. A.;Jones, David T.
通讯作者：
Jones, David T.
影响因子：
14.9
作者：
Pandurangan AP;Ochoa-Montaño B;Ascher DB;Blundell TL
通讯作者：
Blundell TL