Príprava a charakterizácia koronavirusovej exonukleázy nsp14

Abstract

Coronaviruses are enveloped viruses with a genome composed of a single-stranded positive-sense RNA molecule. With genome sizes, in some species, exceeding 30 kb, they represent the largest known RNA viruses. They infect birds and mammals, including humans, causing a wide spectrum of diseases. Most human coronaviruses predominantly cause mild respiratory infections. However, in the last two decades, there have been two extensive epidemics and a global pandemic of severe respiratory illnesses, often ending in fatalities, caused by coronaviruses. The most recent and extensive of these was caused by the coronavirus SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome-related coronavirus). Within the coronavirus genome, there is a gene encoding a non-structural protein 14 (nsp14), which possesses 3'-5' exonuclease and methyltransferase enzymatic activities. The exonuclease nsp14 participates in the repair of misincorporated nucleotides during viral genome replication, and its presence is exceptionally rare among RNA viruses. The exonuclease activity of nsp14 is significantly enhanced by the binding of another viral protein, nsp10, which lacks enzymatic activity but acts as a critical cofactor for several enzymatically active coronavirus nsps. Both nsp14 and nsp10 are highly conserved and sequence-similar among...

Koronaviry jsou obalené viry s genomem tvořeným jednovláknovou molekulou RNA v pozitivní formě. S velikostí genomu, u některých druhů, přesahující 30 kb představují největší známé RNA viry. Infikují ptáky a savce včetně člověka a způsobují široké spektrum onemocnění. Většina lidských koronavirů způsobuje převážně mírné respirační infekce. Za poslední dvě desetiletí však došlo ke dvěma rozsáhlým epidemiím a globální pandemii vážných respiračních onemocnění, v mnoha případech končících smrtí, způsobených koronaviry. Nejnovější a nejrozsáhlejší z nich byla způsobena koronavirem SARS-CoV-2 (z angl. Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus). V genomu koronavirů se nachází gen kódující nestrukturní protein 14 (nsp14), který má 3'-5' exonukleázovou a metyltransferázovou enzymatickou aktivitu. Exonukleáza nsp14 se účastní oprav nesprávně zařazených nukleotidů během replikace virového genomu a její přítomnost je u RNA virů velmi výjimečná. Exonukleázová aktivita nsp14 je výrazně podpořena vazbou dalšího virového proteinu, nsp10, který nemá enzymatickou aktivitu, ale je významným kofaktorem pro několik enzymaticky aktivních koronavirových nsps. Nsp14 i nsp10 jsou vysoce konzervované a sekvenčně podobné mezi jednotlivými druhy koronavirů. Pro charakterizaci exonukleázové aktivity nsp14 a její...