The SARS-CoV-2 spike N-terminal domain engages 9- <i>O</i> -acetylated α2-8-linked sialic acids
Notice bibliographique
Résumé
Abstract SARS-CoV-2 viruses engage ACE2 as a functional receptor with their spike protein. The S1 domain of the spike protein contains a C-terminal receptor-binding domain (RBD) and an N-terminal domain (NTD). The NTD of other coronaviruses includes a glycan-binding cleft. However, for the SARS-CoV-2 NTD protein-glycan binding was only observed weakly for sialic acids with highly sensitive methods. Amino acid changes in the NTD of Variants of Concern (VoC) shows antigenic pressure, which can be an indication of NTD-mediated receptor binding. Trimeric NTD proteins of SARS-CoV-2, Alpha, Beta, Delta, and Omicron did not reveal a receptor binding capability. Unexpectedly, the SARS-CoV-2 Beta subvariant strain (501Y.V2-1) NTD binding to Vero E6 cells was sensitive to sialidase pretreatment. Glycan microarray analyses identified a putative 9- O -acetylated sialic acid as a ligand, which was confirmed by catch-and-release ESI-MS, STD-NMR analyses, and a graphene-based electrochemical sensor. The Beta (501Y.V2-1) variant attained an enhanced glycan binding modality in the NTD with specificity towards 9- O -acetylated structures, suggesting a dual-receptor functionality of the SARS-CoV-2 S1 domain, which was quickly selected against. These results indicate that SARS-CoV-2 can probe additional evolutionary space, allowing binding to glycan receptors on the surface of target cells. Graphical abstract Synopsis Coronaviruses utilize their N-terminal domain (NTD) for initial reversible low-affinity interaction to (sialylated) glycans. This initial low-affinity/high-avidity engagement enables viral surfing on the target membrane, potentially followed by a stronger secondary receptor interaction. Several coronaviruses, such as HKU1 and OC43, possess a hemagglutinin-esterase for viral release after sialic acid interaction, thus allowing viral dissemination. Other coronaviruses, such as MERS-CoV, do not possess a hemagglutinin-esterase, but interact reversibly to sialic acids allowing for viral surfing and dissemination. The early 501Y.V2-1 subvariant of the Beta SARS-CoV-2 Variant of Concern has attained a receptor-binding functionality towards 9- O -acetylated sialic acid using its NTD. This binding functionality was selected against rapidly, most likely due to poor dissemination. Ablation of sialic acid binding in more recent SARS-CoV-2 Variants of Concern suggests a fine balance of sialic acid interaction of SARS-CoV-2 is required for infection and/or transmission.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».