Structural and functional characterization of SARS-CoV-2 AY.33 variant spike

Abstract

52 p.El COVID-19 se ha convertido en la mayor pandemia del siglo XXI registrada hasta la fecha. Esta enfermedad es provocada por la infección del virus SARS-CoV-2, virus de la familia Coronaviridae que entra en las células huésped mediante la unión de su espícula viral con el receptor ACE-2. Durante el transcurso de la pandemia, han ido surgiendo diversas variantes VOC con propiedades únicas debido a mutaciones principalmente en su espícula viral. Sin embargo, se han ido detectando variantes que no han tenido tanto impacto como las VOC, pero que podrían haber sido sus posibles precursores. Por ello, este trabajo de fin de máster busca analizar estructural y funcionalmente la espícula de AY.33, un sublinaje de la variante Delta que presenta un fenotipo similar al de la variante Ómicron. Se ha expresado y purificado el ectodominio de la espícula de AY.33 mediante las técnicas cromatográficas IMAC y FLPC para luego proceder a su análisis estructural mediante Cryo-ME, y funcional mediante SPR y ensayos de procesamiento proteolítico con varias proteasas celulares. Estos análisis indican que, aunque los parámetros cinéticos de la espícula de AY.33 son similares al de su precursor Delta, está más compactada que la de su precursor. Esto podría explicar su bajo procesamiento proteolítico con respecto a Delta. Por tanto, sus mutaciones podrían proporcionar una base molecular para explicar el origen del fenotipo de la variante Ómicron.COVID-19 has become the largest pandemic of the 21st century. This disease is caused by infection with the SARS-CoV-2 virus, a virus of the Coronaviridae family that enters host cells by binding its viral spike to the ACE-2 receptor. During the course of the pandemic, several VOC variants with unique properties have emerged due to mutations mainly in its viral spike. However, variants have been detected that have not had as much impact as VOCs but could have been their possible precursors. Therefore, this master's thesis aims to structurally and functionally analyze the AY.33 spike, a sublineage of the Delta variant that has a phenotype similar to the Omicron variant. The AY.33 spike ectodomain has been expressed and purified by IMAC and SEC and then, proceeded to its structural analysis by Cryo-ME, and functional analysis by SPR and proteolytic processing assays with several cellular proteases. These analysis show that, although the kinetic parameters of the AY.33 spike are similar to those of its precursor Delta, it is more compacted than its precursor, which could explain its low proteolytic processing with respect 3 to Delta. Therefore, its mutations could provide a molecular basis to explain the origin of the phenotype of the Omicron variant.Máster Universitario en Microbiología Aplicada a la Salud Pública e Investigación en Enfermedades Infecciosas (M138

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