ORF3a

Betacoronavirus viroporin
Kryo-elektronmikroskopistruktur av SARS-CoV-2 ORF3a-proteindimeren. Från .
Identifierare
Symbol	bCoV_viroporin
Pfam	PF11289
InterPro	IPR024407
Tillgängliga proteinstrukturer: Pfam   strukturer / ECOD   PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsumma struktur sammanfattning

ORF3a (tidigare känd som X1 eller U274 ) är en gen som finns i koronavirus av undersläktet Sarbecovirus , inklusive SARS-CoV och SARS-CoV-2 . Det kodar för ett accessoriskt protein som är cirka 275 aminosyrarester långa, som tros fungera som ett viroporin . Det är det största tillbehörsproteinet och var det första av SARS-CoV-tillbehörsproteinerna som beskrevs.

Jämförande genomik

ORF3a är väl konserverat inom subgenus Sarbecovirus . Proteinet har 73 % sekvensidentitet mellan SARS-CoV (274 rester) och SARS-CoV-2 (275 rester). Inom den öppna läsramen för ORF3a finns det flera överlappande gener i genomet: ORF3a, ORF3b och (endast i SARS-CoV-2) ORF3c . I SARS-CoV-2 representerar överlappningen mellan ORF3a, ORF3c och ORF3d potentiellt ett sällsynt exempel på alla tre möjliga läsramar av samma sekvensregion som kodar för funktionella proteiner.

Även om ORF3a är närvarande i Sarbecovirus , är det frånvarande i ett annat undersläkte av Betacoronavirus , Embecovirus , som inkluderar de mänskliga coronavirusen HKU1 och OC43 . Det kan vara avlägset relaterat till ORF5 i Merbecovirus , som inkluderar MERS-CoV . Avlägsna homologer av ORF3a har identifierats i Alphacoronavirus , vilket inkluderar de mänskliga coronavirusen 229E och NL63 , men inte i Gammacoronavirus eller Deltacoronavirus .

Strukturera

ORF3a-proteinet är ett transmembranprotein som innehåller tre transmembrandomäner . Den har en N-terminal ektodomän och en C-terminal endodomän, som är separerad från den transmembrana domänen av en cysteinrik region. Det tros fungera som en dimer eller tetramer , som är monterad vid plasmamembranet. Det kan också bilda oligomerer av högre ordning, med okända funktionella effekter.

Post-translationella modifieringar

I SARS-CoV har posttranslationell modifiering av ORF3a genom O-glykosylering observerats. I hCoV-NL63 är det N-glykosylerat .

Uttryck och lokalisering

Genomisk information

Genomisk organisation av isolatet Wuhan-Hu-1, det tidigaste sekvenserade provet av SARS-CoV-2, som indikerar platsen för ORF3a
NCBI- genom-ID
Genomstorlek	29 903 baser
År för färdigställande	2020
( UCSC )

Tillsammans med generna för andra tillbehörsproteiner är ORF3a-genen belägen nära de som kodar för de strukturella proteinerna, i 3'- änden av coronavirus RNA-genomet. ORF3a är belägen mellan spike (S) och envelope (E) gener. ORF3a uttrycks från det näst största subgenomiska RNA:t . I SARS-CoV subcellulär lokalisering mångsidig och den kan hittas i cytoplasman , vid plasmamembranet och i Golgi-apparaten . Dess sekvens innehåller proteinhandelssignaler som riktar den till plasmamembranet. I hCoV-NL63 är det inriktat på ERGIC .

Fungera

ORF3a-proteinet verkar inte vara nödvändigt för viral replikation . Från studier med SARS-CoV finns det motstridiga bevis på huruvida raderingen av den minskar replikeringseffektiviteten eller inte.

Viroporin

ORF3a-proteinet tros bilda en katjonpermeabel jonkanal . Det tros fungera som ett viroporin . Tillsammans med höljesproteinet är det en av två möjliga viroporiner i SARS-CoV-2 och en av tre i SARS-CoV, som kodar för det ytterligare möjliga viroporinet ORF8a .

Virala proteininteraktioner

ORF3a-proteinet i SARS-CoV har visat sig bilda protein-protein-interaktioner med flera strukturella proteiner - spikprotein , membranprotein och nukleokapsidprotein - såväl som ORF7a , ett annat tillbehörsprotein. Genom den cysteinrika regionen kan den bilda disulfidbindningar till spikeproteinet. Inkorporering av ORF3b-proteinet i virioner har observerats för SARS-CoV och hCoV-NL63, vilket indikerar att det är ett viralt strukturprotein .

Värdcellseffekter

Ett antal effekter av ORF3a på värdcellen har beskrivits under experimentella förhållanden. ORF3a har associerats med induktion av apoptos i studier av både SARS-CoV och SARS-CoV-2 i cellkultur .

Immunogenicitet

ORF3a-proteinet är antigent och antikroppar har observerats hos patienter som återhämtat sig från infektioner med SARS-CoV (som orsakar sjukdomen SARS ) eller med SARS-CoV-2 (som orsakar COVID-19 ).