SARS-CoV-2’nin Temel Virolojik Özellikleri ve Koronavirüs Reseptör Tanıma Mekanizması

Basic Virological of SARS-CoV-2 and Receptor Recognition Mechanism of Coronavirus

Özet

Şiddetli akut solunum sendromu-koronavirüs-2 [severe acuterespiratory syndrome-coronavirus-2 (SARS-CoV-2)]’nin etiyolojik etkeni olduğu koronavirüs hastalığı-2019 [coronavirus disease-2019(COVID-19)] pandemisi, mevcut ve olası sonuçları açısından tüm dünyayı etkisi altına almıştır. SARS-CoV-2, insanlarda enfeksiyona nedenolan 7.; 21. yüzyılda salgınlara neden olan 3. CoV’dur. CoV’ların konakhücreye girişi, CoV spike proteinlerinin reseptör tanıma ve membranfüzyon fonksiyonları aracılığıyla gerçekleşir. SARS-CoV-2, insan anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 [human angiotensin-converting enzyme2 (hACE2)]’yi hücre girişi için fonksiyonel bir reseptör olarak kullanır.SARS-CoV’ların spike proteinleri, reseptör bağlayan (S1) ve membranfüzyonu (S2) ile ilişkili 2 temel alt birim içerir. SARS-CoV-2 reseptörbağlama domaininin (RBD), ACE2’ye bağlanma afinitesinin SARSCoV’dan daha yüksek olmasına ek olarak, viral spike proteinini kodlayan genomda polibazik (furin) bir kesim alanı insersiyonu içermesiylede farklılık gösterir. Furin aracılı viral spike proteinin proteolitik aktivasyonu, SARS-CoV-2’nin hedef hücreye giriş etkinliğini artırır.SARS-CoV-2 spike protein RBD’nin yapısal olarak yatık konformasyonda olması, insan immün sisteminin denetiminden kaçmasına olanak tanımaktadır. Dolayısıyla SARS-CoV-2’nin yayılımının oldukçageniş olması, SARS-CoV-2 RBD’nin, hACE2’ye bağlanma afinitesininyüksekliği, insan immün sisteminin denetiminden kaçabilme ve yüksek enfektivite gibi özgün virolojik karakteristik özelliklere sahip olması ile ilişkilidir. SARS-CoV-2 ve reseptörü ACE2 arasındakietkileşimin moleküler dinamiklerinin aydınlatılması, salgının seyri vesonuçları ile tedavi ve immünizasyon hedeflerinin belirlenmesinde kritik öneme sahiptir. Bu derlemede, viral enfektivite, patogenez ve konakaralığının belirlenmesi, aşılama, antiviral stratejiler, terapötik antikorlar ve tanı için temel hedef olan CoV spike proteinleri ve reseptörühACE2’yi tanımasına yönelik mekanizmaların irdelenmesi amaçlanmıştır.

Abstract

The coronavirus disease-2019 (COVID-19) pandemic which is the etiological agent of severe acute respiratory syndromecoronavirus-2 (SARS-CoV-2) has influenced the whole world with the current and possible results. SARS-CoV-2 is the 7th CoV known to infect humans and also the 3rd CoV cause of outbreak in 21st century. Receptor recognition and membrane fusion functions of CoV spike protein mediates CoV entry into host cells. SARS-CoV-2 uses to human angiotensin-converting enzyme 2 (hACE2) as a functional receptor for cell entry. The spike proteins of SARS-CoVs contain two basic subunits associated with receptor binding (S1) and membrane fusion (S2). Unlike SARS-CoV, SARS-CoV-2 contains a polybasic (furin) cleavage site insertion in genome encoding viral spike protein and the receptor binding domain (RBD) of SARS-CoV-2 has higher ACE2 binding affinity to ACE2. Proteolytic activation of spike protein by furin increases efficiency of entry into target cell of SARSCoV-2. And also a lying-down position of RBD of the SARS-CoV-2 spike protein allows to evade from surveillance of human immune system. The wide spread of SARS-CoV-2 is associated with the unique virological characteristics of SARS-CoV-2, such as the ability to high binding affinity to hACE2, escape from the human immune surveillance system and high infectivity. Identification of molecular dynamics of the interaction between SARS-CoV-2 and receptor ACE2 is critical in determining the course and outcomes of the outbreak and the targets of treatment and immunization. In this review, it is aimed to examination of mechanisms recognition for hACE2 receptor of its with spike proteins of CoV which is the main target for vaccination and antiviral strategies, therapeutic antibodies and diagnostics with determination viral infectivity, pathogenesis and host range.