ATP enhances the error-prone ribonucleotide incorporation by the SARS-CoV-2 RNA polymerase.
ATP enhances the error-prone ribonucleotide incorporation by the SARS-CoV-2 RNA polymerase.
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DOI：
10.1016/j.bbrc.2022.07.087
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发表时间：
2022-10-15
影响因子：
3.1
通讯作者：
Kim, In-Kwon
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pourfarjam, Yasin;Ma, Zhijun;Kim, In-Kwon
关键词：
新型严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2（SARS-CoV-2 或 COVID-19）已引起全球大流行。 SARS-CoV-2 RNA 基因组由保守的“核心”复制转录复合物 (RTC) 进行复制，该复合物包含容易出错的 RNA 依赖性 RNA 聚合酶全酶 (holo-RdRp、nsp12-nsp7-nsp8) 和 RNA 校对核酸酶 (nsp14-nsp10)。尽管 SARS-CoV-2 Holo-RdRp 的结构和功能已得到广泛研究，并且核糖核苷酸类似物抑制剂（例如瑞德西韦）已用于治疗 COVID-19 患者，但 SARS-CoV-2 Holo-RdRp 的底物和核苷酸特异性仍然未知。在这里，我们对 SARS-CoV-2 holo-RdRp 的生化分析表明，除了其固有的 RNA 依赖性 RNA 聚合酶活性之外，它还具有强大的 DNA 依赖性 RNA 聚合酶活性。引人注目的是，即使仅提供 ATP 和嘧啶核苷酸，特别是 CTP，SARS-CoV-2 holo-RdRp 也会以低保真度完全延伸 RNA。 SARS-CoV-2 Holo-RdRp 掺入的这种 ATP 依赖性易错核糖核苷酸可抵抗体外 RNA 校对核酸酶的切除。我们的集体结果表明，生理浓度的 ATP 可能有助于促进 SARS-CoV-2 holo-RdRp 容易出错的核糖核苷酸和核糖核苷酸类似物的掺入，并为开发核糖核苷酸类似物作为对抗冠状病毒介导的爆发的有效治疗策略提供有用的基础。
The novel Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2 or COVID-19) has caused a global pandemic. The SARS-CoV-2 RNA genome is replicated by a conserved “core” replication-transcription complex (RTC) containing an error-prone RNA-dependent RNA polymerase holoenzyme (holo-RdRp, nsp12-nsp7-nsp8) and a RNA proofreading nuclease (nsp14-nsp10). Although structures and functions of SARS-CoV-2 holo-RdRp have been extensively studied and ribonucleotide-analog inhibitors, such as Remdesivir, have been treated for COVID-19 patients, the substrate and nucleotide specificity of SARS-CoV-2 holo-RdRp remain unknown. Here, our biochemical analysis of SARS-CoV-2 holo-RdRp reveals that it has a robust DNA-dependent RNA polymerase activity, in addition to its intrinsic RNA-dependent RNA polymerase activity. Strikingly, SARS-CoV-2 holo-RdRp fully extends RNAs with a low-fidelity even when only ATP and pyrimidine nucleotides, in particular CTP, are provided. This ATP-dependent error-prone ribonucleotide incorporation by SARS-CoV-2 holo-RdRp resists excision by the RNA proofreading nuclease in vitro. Our collective results suggest that a physiological concentration of ATP likely contributes to promoting the error-prone incorporation of ribonucleotides and ribonucleotide-analogs by SARS-CoV-2 holo-RdRp and provide a useful foundation to develop ribonucleotide analogs as an effective therapeutic strategy to combat coronavirus-mediated outbreak.
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影响因子：
16.6
作者：
Kokic G;Hillen HS;Tegunov D;Dienemann C;Seitz F;Schmitzova J;Farnung L;Siewert A;Höbartner C;Cramer P
通讯作者：
Cramer P
DOI：
10.1016/j.bbrc.2020.11.015
发表时间：
2021-01-29
影响因子：
3.1
作者：
Gulyaeva AA;Gorbalenya AE
通讯作者：
Gorbalenya AE
DOI：
10.1038/s41577-021-00592-1
发表时间：
2021-10
期刊：
Nature reviews. Immunology
影响因子：
--
作者：
Tregoning JS;Flight KE;Higham SL;Wang Z;Pierce BF
通讯作者：
Pierce BF
影响因子：
4.4
作者：
Chien M;Anderson TK;Jockusch S;Tao C;Li X;Kumar S;Russo JJ;Kirchdoerfer RN;Ju J
通讯作者：
Ju J
影响因子：
4.6
作者：
Jockusch S;Tao C;Li X;Chien M;Kumar S;Morozova I;Kalachikov S;Russo JJ;Ju J
通讯作者：
Ju J