ニコチン性コリン作動性系とCovid-19：SARS-COV-2とニコチン性受容体との相互作用のシリコの同定

SARS-COV-2は、酵素2（ACE2）を細胞侵入の受容体として変換するアンジオテンシンを使用していますが、ウイルスと他の細胞受容体の間の他の潜在的な相互作用を調べることが重要です。入院したCOVID-19患者の喫煙の低い有病率の臨床観察に基づいて、SARS-COV-2のスパイク糖タンパク質の受容体結合ドメインにおける「毒素様」アミノ酸（AA）配列を調べて特定しました（AA375-390）は、ニコチン性アセチルコリン受容体（NACHR）と相互作用することが知られている多くのヘビ毒毒素の1つであるニューロトキシンホモログNL1の配列と相同です。スパイク糖タンパク質のこの「毒素様」配列の3D構造位置と、神経毒性ホモログNL1およびSARS-COV-2スパイク糖タンパク質のモデル化された構造の重ね合わせを提示します。また、SARS-COV-2スパイク糖タンパク質の3D構造とNACHRα9サブユニットの細胞外ドメインを使用して、計算分子モデリングとドッキング実験を実行しました。SARS-COV-2スパイク糖タンパク質のAA 381-386と、「毒素結合部位」のコアを形成する領域であるNACHRα9サブユニットの細胞外ドメインのAA 189-192との間の主な相互作用を特定しました。NACHRSの。相互作用のモードは、α9NACHRとα-ブンガロトキシンの間の相互作用に非常に似ています。同様の相互作用が、五つのα7ACHRキメラとSARS-COV-2スパイク糖タンパク質との間に観察されました。調査結果は、SARS-COV-2がNACHRと相互作用する可能性を高め、ニコチン性コリン作動系の調節不全の仮説を支持して、Covid-19の病態生理に関与しています。ニコチンおよびその他のニコチン性コリン作動性アゴニストは、NACHRを保護する可能性があり、したがって、COVID-19患者の治療的価値があります。

While SARS-CoV-2 uses angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) as the receptor for cell entry, it is important to examine other potential interactions between the virus and other cell receptors. Based on the clinical observation of low prevalence of smoking among hospitalized COVID-19 patients, we examined and identified a "toxin-like" amino acid (aa) sequence in the Receptor Binding Domain of the Spike Glycoprotein of SARS-CoV-2 (aa 375-390), which is homologous to a sequence of the Neurotoxin homolog NL1, one of the many snake venom toxins that are known to interact with nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs). We present the 3D structural location of this "toxin-like" sequence on the Spike Glycoprotein and the superposition of the modelled structure of the Neurotoxin homolog NL1 and the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein. We also performed computational molecular modelling and docking experiments using 3D structures of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein and the extracellular domain of the nAChR α9 subunit. We identified a main interaction between the aa 381-386 of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein and the aa 189-192 of the extracellular domain of the nAChR α9 subunit, a region which forms the core of the "toxin-binding site" of the nAChRs. The mode of interaction is very similar to the interaction between the α9 nAChR and α-bungarotoxin. A similar interaction was observed between the pentameric α7 AChR chimera and SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein. The findings raise the possibility that SARS-CoV-2 may interact with nAChRs, supporting the hypothesis of dysregulation of the nicotinic cholinergic system being implicated in the pathophysiology of COVID-19. Nicotine and other nicotinic cholinergic agonists may protect nAChRs and thus have therapeutic value in COVID-19 patients.