نقش اهريمني پروتئين اسپايك در كروناويروس ها: ساختار، فعاليت و تكامل

The evil role of spike in the coronaviruses: structure, function and evolution

از ابتداي قرن بيست و يكم كروناويروس­ها با منشا حيواني عامل چندين اپيدمي پنوموني مرگبار در انسان بوده ­اند از جمله بيماري سارس، مرس و در حال حاضر بيماري كوويد-19 كه به صورت پاندمي در جهان شيوع پيدا كرده است. ظهور اين سندرم­هاي حاد تنفسي بر تهديد انتقال بين گونه ايي كروناويروس­ها و شيوع در انسان­ها تاكيد دارد. كروناويروس­ها حاوي يك پروتئين اسپايك (spike) (S) واقع در سطح هستند كه به واسطه شناخت گيرنده و الحاق غشا، عفونت را آغاز مي كنند و عامل كليدي در اختصاصيت ميزبان و انتفال بين گونه­ايي ست. تا به امروز هيچ درمان خاص يا واكسني عليه هيچ يك از هفت كروناويروس انساني مورد تأييد قرار نگرفته است، و اين امر ضرورت بررسي اصول حاكم بر ورود ويروس و مكانيسم انتقال بين گونه ­اي را تأكيد مي­ كند. در اين مقاله مروري، مكانيسم عفونت مورد استفاده توسط كروناويروس­ها با تمركز بر روي ويژگي­هاي پروتئين S، و اتصال به گيرنده آن، و همچنين تفاوت­ها در گونه­ هاي مختلف و فرآيندهاي پروتئازي درگير در آغاز عفونت بررسي گرديده تا تصوير كاملي از نقش آن­ها در چرخه تكثير كروناويروس­ها ارائه شود و همچنين در انتها درباره روش­هاي درماني مبتني بر پروتئين S و گيرنده ACE2 صحبت مي­ شود.

Since the beginning of the 21st century, coronaviruses that originated from animals to human have been the cause of several deadly pneumonia epidemics including SARS, MERS disease, and now COVID-19 which has become a worldwide pandemic. The emergence of these acute respiratory syndromes emphasizes the cross-species transmission of coronaviruses and their prevalence in humans. Coronaviruses contain a surface- spike protein (S) that initiates infection by recognizing its receptor and attaching to the membrane, which is a key step in the host specificity and intergenerational transmission. To date, no specific treatment or vaccine against any of the seven human coronaviruses has been approved. This underscores the importance of exploring the mechanisms governing the virus entry and intergenerational transmission. This review article discuss the mechanism of infection used by coronaviruses by focusing on the features of the S protein and its receptor binding characteristics in different species. In addition, protease processes involved in the onset of infection was considered to provide a complete picture of their role in the coronavirus replication cycle. Finally, treatments based on the interaction of S-protein and ACE2 receptor were described.