"Segando la espiga".

 El enemigo ya está identificado, mide 120 nm y tiene 30.000 pares de bases, y tiene como característica especial esas espículas ( espigas)  que están formadas por 1274 aminoácidos.

 

 

La fotografia de arriba   es la union de la spike protein del SARS-CoV2 con  el receptor de la ACE humana/2 ( Angiotensin Converting Enzym 2).

Nos vamos a encontrar dichos receptores  en diversos órganos: pulmon ( por eso produce la COVID neumonias bilaterales), corazón ( por eso produce  miocarditis), riñon ( por eso produce fallos renales), , tubo digestivo (por eso produce o puede producir diarreas), y  receptores sofisticados en las venas y arterias (por eso puede producir  embolismos,  coagulopatías).

 La proteína  S, con sus 1274 aminoácidos  y esa  "cazoleta" de uniñon de unos 50x 60 Astrong , formando esa "sagrada avidad " centrada en el eje del trímero que tiene ~65 Å de profundidad. Samems que los aminoacidos  980-990  quedarían  "dentro"  de  la zona  de heptámeros repetidos 1 (HR1) en la parte superior de S2.

 

 Esto es más complicado porque la tñecnica que se utiliza para  detrminar estas estructuras con una resolucin de 3 Amstrong  no permiten ver bien esa región  HR1  por sus estructura helicoidal, pero  si que creemos  que donde se establece esa unión  con el receptor ACE/2  de la especie humana  podría ser el nudo gordiano  resolutivo para  diseñar un fármaco capaz de interferir en el proceso de fijacion o anclaje del virus a los receptores de las células epiteliales del pulmon. Podría ser la solución  si alguna de las vacunas basadas en m RNA para  generar anticuerpos contra esos 1274 aminoácidos que forman esa spike proteín. Podria...podria...podría...demasiados tiempos  condicionales.

  El enemigo ya está identificado, mide 120 nm y tiene 30.000 pares de bases, y tiene como característica especial esas esoículas que están formadas por 1274 aminoácidos.

 Sabenos que en realidad  esa S proteín o proteina espicular es la " marca" mas relevante del virus. Sabemos que es un trímero, que está en una posición "up" y dos posiciones "down".

Sabemos que tiene entre 25 y 40 de esos "quesitos"  o  espículas  en cada uno de sus viriones metaestables.

 

 

 Y sabemos que  están  en un ángulo de 40 grados ( ver figura de abajo).

 Aquí tenemos a la proteína  S en acción. Dentro video:

 

 

 Se utilizan los  modelos "in silicio"  para estudiar el diseño de nuevos fármacos.  Igualmente la VR nos permite visualizar los  mecanismos de accion de algunos de ellos. Por ejemplo el Remdesavir cuando inhibe la polimerasa del SARS-CoV-2.

 

 

El sarbecoronavirus SARS-CoV-2 requiere unirse a esos receptores ACe/2 sitos en las células epiteliales del pulmón.  LO ven expresado en las flechas amarillas. Sabemos que hay un RBD ( recepto de union al dominio) y más excatamente dentro de él el llamado RBM, mucho mas pequeño.

 

 

 

 

 En Nature está estudiado el estudio de los cambios conformacionales en la unión del trímero de proteínas S que forma la espícula a tres receptores ACE2. 

 

 

 

 

 

Se observa la aparición de una cavidad formada por los dominios S1 que expone al medio la parte superior de los dominios S2, el S1  tiene la función  de anclaje y la S2 , la fusion, pero ello  sucede  tras un "cleavage" o escisión.  Y sabemos  que intervienen dos estructuras proteicas, 6LXT y 6VSB que  las que pueden ver en éste  vídeo . UNa previa  y otra posterior al proiceso de  "cleavage". El fragmento S2 es el encargado d ela FUSION, mientras  que el  fragmento S1 es el encagado del ANCLAJE del virus.

 

 Sería  un proceso complicado que ocurre  en el 2 % de los complejos estudiados), la unión de una espícula a tres receptores ACE2 en la membrana celular.O , mejor expresado, a  que el virus pudiera tener una " mayor posibilidad" de unirse ya que puede unirse a tres receptores diferentes al ser trímerico. Volveremos luego a ello cuando veamos las afinidades de  las diferentes "espígas" de diferentes  especies ( en la figura de abajo, la de murciélago de herradura, la de pangolín y las del SARS-CoV-2).

 

 

 

 

 

y lo endiabladamente complicado  es  que 

este   virus tenga  una estructura  genomica que es prácticamente ( 96,1 %)  casi idéntica al  genoma del murciélago de herradura y luego "pegadas" una maldita proteina S que se parece enormemente a la del pangolin ( Manus javánica). ¿Insertada artificialmente o fruto de una mutacion? "Ahí lo dejo", como diría  el psicópata de Tetuán.

  En el proceso de "cleavage" aparece una proteína TMPRS2 que, al parecer  es inhibida por el Mesilato de Camustat.

 

 

 

 

 

 

 

Pero esta supuesta acción es sólo "in vitro" y no se ha confirmado su utilidad en modelos  experimentales.
 

 

  Rebobiando todo lo anterior, y volvemos a lo de siempre. A día de hoy no hay una  "bala mágica" para detener la infección del virus.  Y ahora llegamos al aspecto realmente   complicado de cómo se une  el virus al receptor. La unión más probable es la de la espícula a un solo receptor ACE2, los resultados apuntan a que la unión a dos receptores (solo algo menos probable) y la unión a tres receptores (muy poco probable) que según algunos ,facilitaría  la infección. Lo cual no está ni mucho menos probado, dirñiamos mas bien que favorece  el ANCLAJE del virus y realmente a dia de hoy no se conoce exactamente  la cantidad de carga necesaria para infectar. El grupo de Columbia University ( V. Rancaniello) habla de 250 unidades infecciosas, pero eso no deja de ser una mera hipótesis, sin ninguna confirmación clínica.

 

De Francis Villatoro tomamos la cita:


"La comparación entre el trímero abierto y el complejo con una ACE2 unida al trímero muestra que la unión rota el RBD de la S1 abierta alejando su centro de masas ~5.5 Å respecto al eje del trímero y al mismo tiempo aleja los tres NTD de las S2 del trímero ~1.5–3.0 Å; la unión a una o dos ACE2 adicionales no introduce cambios significativos en la conformación de la primera unión. Estos cambios de conformación estabilizan la unión de ACE2 en el complejo". / Fuente " La Ciencia de la Mula Francis".

 Analicemos el tema con detalle:  ese trímero se uniria en -por asi llamarlo- una especie de cazoleta o cavidad ,  en la cual hay  seis aminoácidos que son esenciales para determinar su  unión. Y que de esos 28 aminoácidos  ( ¿o deberiamos decir  epìtopes antigénicos?)  hay una cierta similitud con  el SARS  de 2003, el primo lejano de éste actual CoV 2  que causa la COVID 19;   que  mataba al 30 por ciento de sus infectados, pero que  debido a ¿una mutación?, ¿ a que daba síntomas desde el primer dia y eso permitiño conocer los casos con mucha raidez,antes de que se  contagiasa mas gente?, nuncxa lo sabremos, pero el caso es que la epidemia del año 2003, cuyos reservorios parace ser que eran civetas del desierto y camellos ( dicho sea con todas las prevenciones),  el  caso es que  se paró la epidemia con "sólamente" 700  muertos y desapareció  tan misteriosamente como había  venido. A lo mejor   ha vuelto " mejorada" por  el uso de la tecnología  CRISPR-Cas9 que permite editar " a la carta" determinadas secuencias genomicas  ( quizás esto último  es sólo una estúpida hipótesis).

 

Los resultados apuntan a que la probabilidad de fusión entre membranas está favorecida por el número de receptores ACE2 unidos a la proteína espicular. Así la infección sería más probable en células que expresen un gran número de receptores ACE2 ( mas en hombres que en mujeres,  ausencia en niños d emenos de  8 años, donde no  hayreceptores ACE/2. Deberemos ser cautos porque éste  supuesto aumento de infecciosidad no está demostrado que  realmente se manifieste de forma clínica. Como dicen David baltimore y Vincet Racaniello, " el  desarrollo de la  infeccion no implica necesariamente  la manifestacion de la enfermedad".

 

 

 

 

El COVID-19 , unión al receptor mediante su anclaje a la Spike protein.

DEDICATORIA: Para   Amelia: 

En un artículo ya histórico publicado en Nature y con la resolución  a 2,5 Amstrong de la unión entre  h ACE/2 y el SARS-CoV-2 en su  dominio de union ( RBD),

 vemos  como  hay una unión entre la hélice N del receptor para angiotensina y el virus ( eso se llama RBM) . Está representado  con la flecha naranja.

. Y hay que distinguir entre lo que es RBD y RBM. No es lo mismo.RBD: es el Dominio union ( region binding dominium) ,es la parte del  COVID19 que se une al receptor de la  angiotensina  humana ( h ACE/2),que lo tienen aquí en su estructura por crio EM.

 que es bastante abundante en células epiteliales del pulmón y en otros parénquimas del cuerpo humano. Esto explicaría otros  síntomas del virus, como las lesiones dermatológicas simulando excoriaciones  en extremidades acras y la miocarditis o los fallos renales agudos. Estos últimos también se explicarían por la catarata de citokinas que provoca el SARS-CoV-2 o COVID19 en el  cuerpo  de la especie humana.


El RBM es otra cosa: es el motivo de unión al receptor. Es una parte más pequeña del COVID, que se une específicamente con una helice N terminal del  hACE/2.

La comparación entre los complejos SARS-CoV RBD/hACE2 y SARS-CoV-2 RBD/hACE2 permite entender por qué es más infectiva COVID-19 que SARS.

 La SARS-CoV-2 RBM forma un interfaz de unión más grande y con más contacto con hACE2 que SARS-CoV RBM; se ha intentado explicar por química  farmacéutica , razonándose  que una de las razones es que el puente salino entre SARS-CoV RBD y hACE2 es más débil que el de SARS-CoV-2 RBD y hACE2, pero más favorable energéticamente.

 Además, la estructura cristalina del complejo también contiene glicanos acoplados a los cuatro sitios de hACE2 y el sitio de RBD. Esa es la  excusa que los que defienden la etiologia de  la mutación natural del virus desde el murciélago, con o sin pasar por un vector intermedio. Esta teoría es extremadamente discutible, al emnos a día de hoy. Hay una  cientifica  Judy Mikovits, que defiende que el virus es un arma biológica.

 Volveremos sobre ésto.Da mucho juego. Eterna discusión entre  Verschwörungtheorie y los que deefienden el caractere  "natural" del virus por mutaciones interespecies o  a través de un huésped intermedio.

El glicano acoplado a Asn90 de hACE2 forma un enlace de hidrógeno con Arg408 del núcleo de RBD; esta interacción se conserva entre SARS-CoV-2 y SARS-CoV.

Las diferencias estructurales entre las RBMs de SARS-CoV-2 y SARSCoV RBMs son sutiles, pero afectan a las conformaciones de los lazos en las crestas de unión al receptor (receptor-binding ridge en la figura). En ambas RBMs, uno de los lazos de la cresta contiene un enlace disulfuro que es crítico en la unión. 

SARS-CoV y bat-CoV Rs3367 tienen un resto  con tres residuos Pro-Pro-Ala en dicho lazo; pero en SARS-CoV-2 y bat-CoV RaTG13 muestran un motivo de cuatro residuos Gly-Val/Gln-Glu/Thr-Gly; así la conformación del bucle cambia gracias a que las glicinas son más flexibles. 

Este cambio favorece la unión RBD/hACE2. Además, la hendidura hidrófoba que se forma  tiene una conformación más compacta gracias a los puentes de hidrógeno Asn487 y Ala475 en SARS-CoV-2 RBM, con lo que el lazo que contiene Ala475 se coloca más cerca de hACE2.

La comparación con SARS-CoV RBM muestra que estos pequeños cambios estructurales de SARS-CoV-2 RBM son más favorables para la unión con hACE2.

 Son diferencias escasas , pero desde el punto de vista funcional, decisivas.

Se han descrito  dos  puntos  críticos de unión (virus-binding hotspots), el punto crítico hotspot-31 en el puente salino Lys31 y Glu35, y el hotspot-353 en otro puente salino entre Lys353 y Asp38. 

Estos dos puentes salinos son débiles, debido a la gran distancia en la interacción, pero como están encerrados en un entorno hidrófugo, que reduce la constante dieléctrica efectiva, su energía de enlace es mayor. 

¿Cómo ataca el COVID al organismo? 

El nudo gordiano de éste ataque o anclaje  del virus:la   llamada proteína S ( spike protein) que es el sitio de unión o de anclaje ( dividido en dos subunidades; S1 encargada de la unión o anclaje del virus y la subunidad S2, encargada de la fusión).

Esta proteína S está en contínua rotación. Tiene dos  estructuras  dinámicas :  up y down.

Tal que: https://www.youtube.com/watch?v=cCwjLAR-0pk&feature=youtu.be

La proteasa de hACE/2 rompe la proteína S en dos y libera un epítopo proteico el cual permite la unión con la célula humana.

Dentro vídeo.

Para ello, la proteína S ha de estar en una determinada posición. Ver vídeo en la bitácora, con una posicion "up" y otra " down" .

Esta peculiar estructura de la proteína S hace que interrelacione con una proteasa que hace un "cleavage" o rotura de la misma  mediante

a)Una proteasa de furina

b) Una  proteína llamada TMPRSS2. ( Interfiriendo éste paso es donde se encuentra el mecanismo de acción de dos posibles  antivirales, Camustat u Nafamustat.

Dicho en sencillo es así. El proceso parece ser bastante , muchísimo, mas complicado.

Sabemos igualmente que para que el COVID19 entre dentro de la célula epitelial del pulmón, su target o diana más adecuado, necesita de una proteasa furilo ( lo explicamos en otro artículo). Y sabemos que hay sustancias como el Mesilato de Camustat y el Nafamustat que actúan a ese nivel anulando la proteína TMPRSS.

Esta figura de arriba  muestra la estructrura primaria. El genoma del COVID19 es de 29-32 kilobases, siendo una  sola cadena de  RNA que se replica  en el sentido de las aGUJAS DEL RELOSJ Está el dominio terminal N (NTD) antecede al dominio de unión con el receptor (RBD) que incluye el motivo de unión con el receptor (RBM). Tras los subdominios SD1 y SD2, y el péptido de fusión (FP), aparecen las dos regiones de héptadas repetidas, HR1 y HR2.Se están probando fármacos que  actúan sobre éstos dominios Hr1 y Hr2.

 Finaliza la región transmembrana (TM) y el dominio intracelular (IC).