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dc.contributor.author
Lorenzo Lopez, Juan Ramiro
dc.contributor.author
Defelipe, Lucas Alfredo
dc.contributor.author
Aliperti Car, Lucio
dc.contributor.author
Niebling, Stephan
dc.contributor.author
Custódio, Tânia F.
dc.contributor.author
Löw, Christian
dc.contributor.author
Schwarz, Jennifer J.
dc.contributor.author
Remans, Kim
dc.contributor.author
Craig, Patricio Oliver
dc.contributor.author
Otero, Lisandro Horacio
dc.contributor.author
Klinke, Sebastian
dc.contributor.author
García Alai, María
dc.contributor.author
Sánchez Miguel, Ignacio Enrique
dc.contributor.author
Alonso, Leonardo Gabriel
dc.date.available
2022-01-07T02:57:34Z
dc.date.issued
2021-09
dc.identifier.citation
Lorenzo Lopez, Juan Ramiro; Defelipe, Lucas Alfredo; Aliperti Car, Lucio; Niebling, Stephan; Custódio, Tânia F.; et al.; Deamidation drives molecular aging of the SARS-CoV-2 spike protein receptor-binding motif; American Society for Biochemistry and Molecular Biology; Journal of Biological Chemistry (online); 279; 4; 9-2021; 1-25
dc.identifier.issn
0021-9258
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/149752
dc.description.abstract
The spike protein is the main protein component of the SARS-CoV-2 virion surface. The spike receptor-binding motif mediates recognition of the human angiotensin-converting enzyme 2 (hACE2) receptor, a critical step in infection, and is the preferential target for spikeneutralizing antibodies. Post-translational modifications of the spike receptor-binding motif have been shown to modulate viral infectivity and host immune response, but these modifications are still being explored. Here we studied asparagine deamidation of the spike protein, a spontaneous event that leads to the appearance of aspartic and isoaspartic residues, which affect both the protein backbone and its charge. We used computational prediction and biochemical experiments to identify five deamidation hotspots in the SARS-CoV-2 spike protein. Asparagine residues 481 and 501 in the receptor-binding motif deamidate with a half-life of 16.5 and 123 days at 37°C, respectively. Deamidation is significantly slowed at 4°C, indicating a strong dependence of spike protein molecular aging on environmental conditions. Deamidation of the spike receptor-binding motif decreases the equilibrium constant for binding to the hACE2 receptor more than 3.5-fold, yet its high conservation pattern suggests some positive effect on viral fitness. We propose a model for deamidation of the full SARS-CoV-2 virion illustrating how deamidation of the spike receptor-binding motif could lead to the accumulation on the virion surface of a nonnegligible chemically diverse spike population in a timescale of days. Our findings provide a potential mechanism for molecular aging of the spike protein with significant consequences for understanding virus infectivity and vaccine development.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Society for Biochemistry and Molecular Biology
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
SARS-COV-2
dc.subject
RECEPTOR-BINDING
dc.subject
SPIKE
dc.subject
MOLECULAR AGING
dc.subject
PROTEIN DEAMIDATION
dc.subject
RNA VIRUS
dc.subject
PROTEIN EVOLUTION
dc.subject
PROTEIN-PROTEIN INTERACTION
dc.subject
RECEPTOR STRUCTURE-FUNCTION
dc.subject
COVID-19
dc.subject.classification
Bioquímica y Biología Molecular
dc.subject.classification
Ciencias Biológicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Deamidation drives molecular aging of the SARS-CoV-2 spike protein receptor-binding motif
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2022-01-06T13:45:02Z
dc.journal.volume
279
dc.journal.number
4
dc.journal.pagination
1-25
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.journal.ciudad
Bethesda
dc.description.fil
Fil: Lorenzo Lopez, Juan Ramiro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; Argentina
dc.description.fil
Fil: Defelipe, Lucas Alfredo. European Molecular Biology Laboratory; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Aliperti Car, Lucio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Niebling, Stephan. European Molecular Biology Laboratory; Alemania. Centre for Structural Systems Biology; Alemania
dc.description.fil
Fil: Custódio, Tânia F.. European Molecular Biology Laboratory; Alemania. Centre for Structural Systems Biology; Alemania
dc.description.fil
Fil: Löw, Christian. European Molecular Biology Laboratory; Alemania. Centre for Structural Systems Biology; Alemania
dc.description.fil
Fil: Schwarz, Jennifer J.. European Molecular Biology Laboratory; Alemania
dc.description.fil
Fil: Remans, Kim. European Molecular Biology Laboratory; Alemania
dc.description.fil
Fil: Craig, Patricio Oliver. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Otero, Lisandro Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
dc.description.fil
Fil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina
dc.description.fil
Fil: García Alai, María. European Molecular Biology Laboratory; Alemania. Centre for Structural Systems Biology; Alemania
dc.description.fil
Fil: Sánchez Miguel, Ignacio Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Alonso, Leonardo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Nanobiotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Nanobiotecnología; Argentina
dc.journal.title
Journal of Biological Chemistry (online)
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.101175
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.jbc.org/article/S0021-9258(21)00977-7/fulltext
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