2つの異なる部位での連続的なタンパク質分解切断を介したSARSコロナウイルススパイクタンパク質の活性化

コロナウイルススパイクタンパク質は、ウイルス感染の初期段階で重要な役割を果たし、S1ドメインは受容体結合とS2ドメインを媒介する膜融合の原因となります。場合によっては、Sタンパク質はS1-S2境界でタンパク質的に切断されます。重度の急性呼吸症候群コロナウイルス（SARS-COV）の場合、ウイルス侵入にはエンドソームプロテアーゼカテプシンLが必要であることが示されています。しかし、SARS-COVの感染は、トリプシン治療によって強く誘発される可能性があることもわかった。全体として、切断が膜融合をどのように活性化するかという点では、SARS-COV Sタンパク質のタンパク質分解プロセシングは不明のままです。ここでは、SARS-COV S2ドメイン（S2 '、R797）内のタンパク質分解切断部位を特定します。R797の変異は、細胞細胞融合と擬似ウリオン侵入アッセイの両方でトリプシン依存性融合を特異的に阻害しました。また、S2 793-KPTKR-797（S2 '）内のS2'切断部位の両方に、およびS1とS2の接合部にFurin Cleavageサイトを導入しました。S2 '位置でのフリン切断部位の導入により、トリプシン非依存性の細胞融合により、S1-S2位置に2番目のFurin切断部位が存在することで強く増加しました。まとめると、これらのデータは、ウイルス融合タンパク質の新規プライミングメカニズムを示唆しており、膜融合およびウイルスの感染性を調停するためにS1-S2切断部位と協調して作用して、797（S2 '）のSARS-COV Sタンパク質の重要なタンパク質分解切断イベントを伴います。

The coronavirus spike protein (S) plays a key role in the early steps of viral infection, with the S1 domain responsible for receptor binding and the S2 domain mediating membrane fusion. In some cases, the S protein is proteolytically cleaved at the S1-S2 boundary. In the case of the severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV), it has been shown that virus entry requires the endosomal protease cathepsin L; however, it was also found that infection of SARS-CoV could be strongly induced by trypsin treatment. Overall, in terms of how cleavage might activate membrane fusion, proteolytic processing of the SARS-CoV S protein remains unclear. Here, we identify a proteolytic cleavage site within the SARS-CoV S2 domain (S2', R797). Mutation of R797 specifically inhibited trypsin-dependent fusion in both cell-cell fusion and pseudovirion entry assays. We also introduced a furin cleavage site at both the S2' cleavage site within S2 793-KPTKR-797 (S2'), as well as at the junction of S1 and S2. Introduction of a furin cleavage site at the S2' position allowed trypsin-independent cell-cell fusion, which was strongly increased by the presence of a second furin cleavage site at the S1-S2 position. Taken together, these data suggest a novel priming mechanism for a viral fusion protein, with a critical proteolytic cleavage event on the SARS-CoV S protein at position 797 (S2'), acting in concert with the S1-S2 cleavage site to mediate membrane fusion and virus infectivity.