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| エンベロープタンパク質 | |||||||||
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 SARS-CoV-2ウイルス粒子の外部構造モデル[1]
●青：エンベロープ ●ターコイズ：スパイク糖タンパク質（S） ●明るいピンク：エンベロープタンパク質（E） ●緑：膜タンパク質（M） ●オレンジ：グリカン | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | 入り江 | ||||||||
| パム | PF02723 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PS51926 | ||||||||
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エンベロープ（E）タンパク質は、コロナウイルスのウイルス粒子に見られる4つの主要な構造タンパク質の中で最も小さく、最も特徴づけられていない。[2] [3] [4]これは、 110アミノ酸残基未満の膜貫通タンパク質である。[2] Covid-19の原因物質であるSARS-CoV-2では、Eタンパク質は75残基の長さである。[5]必ずしもウイルスの複製に必須ではないが、Eタンパク質が存在しないと、異常に組み立てられたウイルスカプシドが生成されたり、複製が減少したりする可能性がある。[2] [3] Eは多機能タンパク質であり[6] 、ウイルスカプシドの構造タンパク質としての役割に加えて、ウイルスの組み立てに関与していると考えられており、おそらくビロポリンとして機能し、ウイルスの病原性に関与している。[2] [5]
構造
Eタンパク質は、短い親水性の N末端領域、疎水性のらせん状の 膜 貫通ドメイン、およびやや親水性のC末端領域で構成されています。SARS -CoVとSARS-CoV-2では、C末端領域にPDZ結合モチーフ（PBM）が含まれています。[2] [5]この特徴は、アルファおよびベータコロナウイルスグループでのみ保存されており、ガンマでは保存されていないようです。[2]ベータおよびガンマグループでは、C末端領域に保存されたプロリン残基が見つかり、タンパク質をゴルジ体に標的化することに関与している可能性があります。[2]
SARS-CoVとSARS-CoV-2のEタンパク質の膜貫通ヘリックスはオリゴマー化することができ、陽イオン選択性イオンチャネルとして機能する中央の孔を持つ五量体構造を形成することが試験管内で示されている。[5]両ウイルスのEタンパク質五量体は、核磁気共鳴分光法によって構造的に特徴付けられている。[5] [7]
Eタンパク質の膜トポロジーは多くのコロナウイルスで研究されてきたが、結果は一貫しておらず、膜内でのタンパク質の向きは変化する可能性がある。[3]証拠のバランスから、最も一般的な向きはC末端が細胞質に向いていることが示唆されている。[8] SARS-CoV-2 Eタンパク質の研究はこの向きと一致している。[5] [9]
翻訳後修飾
コロナウイルスの中には、Eタンパク質が保存されたシステイン残基のパルミトイル化によって翻訳後修飾されているものがあるが、すべてではない。[ 2] [8] SARS-CoV Eタンパク質には、膜トポロジーに影響を与える可能性のある1つのグリコシル化部位が観察されているが、[8] Eグリコシル化の機能的意義は不明である。[2] SARS-CoV Eのユビキチン化も報告されているが、その機能的意義も不明である。[2]
表現とローカリゼーション
 SARS-CoV-2の最も初期の配列決定されたサンプルである分離株Wuhan-Hu-1のゲノム構成。E遺伝子の位置を示している。 | |
| NCBIゲノムID | 86693 |
|---|---|
| ゲノムサイズ | 29,903 塩基 |
| 完成年 | 2020 |
| ゲノムブラウザ( UCSC ) | |
Eタンパク質は感染細胞で大量に発現しているが、生成されたEタンパク質のうち、組み立てられたウイルス粒子中に見られるのはごくわずかである。[2] [4] Eタンパク質は、小胞体、ゴルジ体、およびコロナウイルスウイルスエンベロープを生成する細胞内区画である小胞体ゴルジ体中間区画（ERGIC）に局在している。[2] [5]
関数
必須事項
さまざまなコロナウイルスの研究では、Eがウイルスの複製に必須であるかどうかについてさまざまな結論が出ています。MERS -CoVを含むいくつかのコロナウイルスでは、Eが必須であると報告されています。[10]マウスコロナウイルス[11]やSARS-CoVを含む他のコロナウイルスでは、Eは必須ではありませんが、Eが存在しないとウイルス力価が低下し、[12]場合によっては増殖障害を引き起こしたり、カプシドの形態異常を引き起こしたりします。[2]
ウイルス粒子とウイルスの集合
Eタンパク質は組み立てられたウイルス粒子中に存在し、ウイルスカプシドに含まれる4つの構造タンパク質の中で最も豊富なコロナウイルス膜タンパク質（M）とタンパク質間相互作用を形成する。[2] [4] EとMの相互作用は、膜の細胞質側にあるそれぞれのC末端を介して起こる。 [2]ほとんどのコロナウイルスでは、EとMはウイルス様粒子を形成するのに十分であるが、[2] [4] SARS-CoVはNにも依存することが報告されている。 [14] Eが膜の湾曲を誘導して典型的な球形のコロナウイルスウイルス粒子を形成することに関与しているという十分な証拠がある。[2] [15] Eはウイルスの出芽または切断に関与している可能性が高いが、このプロセスにおけるその役割は十分に特徴付けられていない。[2] [4] [15]
ビロポリン
五量体状態では、Eは陽イオン選択性イオンチャネルを形成し、おそらくビロポリンとして機能する。[5] NMR研究では、ビロポリンは低pHまたはカルシウムイオンの存在下では開いた構造を示すが、塩基性pHでは閉じた構造が好まれることが示されている。[16] NMR構造は、細孔の中央にあるロイシン28に疎水性ゲートを示している。ゲートを通るイオンの通過は、C末端の極性残基によって促進されると考えられている。[17]
陽イオンの漏出はイオン恒常性を乱し、膜透過性を変化させ、宿主細胞内のpHを調節し、ウイルスの放出を促進する可能性がある。 [2] [4]
Eタンパク質のビロポリンとしての役割は病因に関与しているようで、インフラマソームの活性化に関連している可能性がある。[3] [18] SARS-CoVでは、Eのイオンチャネル機能を破壊する変異は、ウイルスの増殖にほとんど影響を与えないにもかかわらず、動物モデルでの病因を弱める。[10]
宿主タンパク質との相互作用
Eと宿主細胞内のタンパク質とのタンパク質間相互作用は、 SARS-CoVで最もよく説明されており、C末端PDZドメイン結合モチーフを介して発生します。SARS-CoV Eタンパク質は、Bcl-xL、PALS1、シンテニン、ナトリウム/カリウム（Na + / K +）ATPase α-1サブユニット、ストマチンの5つの宿主細胞タンパク質と相互作用することが報告されています。[2] PALS1との相互作用は、タイトジャンクションの破壊を介して病因に関連している可能性があります。[3] [10]この相互作用はSARS-CoV-2でも確認されています。[19]
進化と保全
Eタンパク質の配列はコロナウイルス属間であまり保存されておらず、配列同一性は30%未満に達します。[12]マウス肝炎ウイルスの実験では、異なるコロナウイルス、さらには異なるグループのEタンパク質の置換により、生存可能なウイルスが生成される可能性があり、機能的なEタンパク質では大幅な配列多様性が許容されることを示唆しています。[20] SARS-CoV-2のEタンパク質は、3つの置換と1つの欠失があり、SARS-CoVのものと非常によく似ています。[4] SARS-CoV-2の配列の研究は、Eタンパク質が他の構造タンパク質と比較して比較的ゆっくりと進化していることを示唆しています。[21] SARS-CoVとSARS-CoV-2の変異体間でエンベロープタンパク質が保存されていることから、これはユニバーサルコロナウイルスワクチン開発の潜在的なターゲットとして研究されています。[22] [23]
参考文献
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