Análisis in silico de la selección evolutiva de los sitios de glicosilación en proteínas estructurales de Alfa- y Betacoronavirus

Abstract

Los Alfacoronavirus (Alfa-CoV) y Betacoronavirus (Beta-CoV) son patógenos zoonóticos que circulan en un amplio rango de hospederos. En seres humanos, los Alfa-CoV ocasionan un cuadro de resfriado común, mientras que algunos Beta-CoV han estado involucrados en eventos epidémicos y pandémicos durante las últimas dos décadas. Por lo tanto, nuevos enfoques para enfrentar este tipo de eventos de una manera rápida y eficiente son esenciales. Aproximadamente dos tercios del genoma de estos patógenos codifica dos marcos de lectura, los cuales se procesan para producir proteínas no estructurales; en cambio, la porción restante contiene información codificante para las proteínas estructurales: espiga (S), membrana (M) y envoltura (E). Estas proteínas cumplen funciones que van desde contribuir al soporte estructural hasta definir el tropismo viral. Estas proteínas sufren modificaciones postraduccionales (MPT) tales como glicosilaciones, las cuales se presentan principalmente como N-glicosilaciones, y en menor medida, como O-glicosilaciones. Al igual que muchas proteínas virales, las proteínas estructurales de los CoVs se encuentran bajo la presión selectiva por parte del sistema inmune del huésped, lo cual potencia cambios mayores o menores en los residuos producto de la selección natural. En este estudio se examinaron los residuos de las proteínas estructurales que estén vinculados a sitios de glicosilación (sequons) para identificar ganancia de sequons producto de la selección natural. La estrategia de análisis se centró en evaluar secuencias de proteínas estructurales a través de análisis filogenéticos en busca de selección positiva, combinado con la predicción de sitios de glicosilación, lo cual permite evaluar potenciales sequons bajo selección positiva. El análisis utilizado no identificó sitios de glicosilaciones directamente bajo selección positiva. Sin embargo, se identificó un patrón consenso de glicosilaciones en la proteína S en los CoVs de los géneros Alfa-CoV y Beta-CoV, reportado como O-Follow-N, se identificó la preferencia del sequon del tipo NXT en la proteína S, en contraste con M que posee preferencia por NXS y sitios seleccionados positivamente aledaños a zonas ricas en N- y O-glicosilaciones consenso en la proteína S y M.

Los Alfacoronavirus (Alfa-CoV) y Betacoronavirus (Beta-CoV) son patógenos zoonóticos que circulan en un amplio rango de hospederos. En seres humanos, los Alfa-CoV ocasionan un cuadro de resfriado común, mientras que algunos Beta-CoV han estado involucrados en eventos epidémicos y pandémicos durante las últimas dos décadas. Por lo tanto, nuevos enfoques para enfrentar este tipo de eventos de una manera rápida y eficiente son esenciales. Aproximadamente dos tercios del genoma de estos patógenos codifica dos marcos de lectura, los cuales se procesan para producir proteínas no estructurales; en cambio, la porción restante contiene información codificante para las proteínas estructurales: espiga (S), membrana (M) y envoltura (E). Estas proteínas cumplen funciones que van desde contribuir al soporte estructural hasta definir el tropismo viral. Estas proteínas sufren modificaciones postraduccionales (MPT) tales como glicosilaciones, las cuales se presentan principalmente como N-glicosilaciones, y en menor medida, como O-glicosilaciones. Al igual que muchas proteínas virales, las proteínas estructurales de los CoVs se encuentran bajo la presión selectiva por parte del sistema inmune del huésped, lo cual potencia cambios mayores o menores en los residuos producto de la selección natural. En este estudio se examinaron los residuos de las proteínas estructurales que estén vinculados a sitios de glicosilación (sequons) para identificar ganancia de sequons producto de la selección natural. La estrategia de análisis se centró en evaluar secuencias de proteínas estructurales a través de análisis filogenéticos en busca de selección positiva, combinado con la predicción de sitios de glicosilación, lo cual permite evaluar potenciales sequons bajo selección positiva. El análisis utilizado no identificó sitios de glicosilaciones directamente bajo selección positiva. Sin embargo, se identificó un patrón consenso de glicosilaciones en la proteína S en los CoVs de los géneros Alfa-CoV y Beta-CoV, reportado como O-Follow-N, se identificó la preferencia del sequon del tipo NXT en la proteína S, en contraste con M que posee preferencia por NXS y sitios seleccionados positivamente aledaños a zonas ricas en N- y O-glicosilaciones consenso en la proteína S y M.