La Cianovirina-N (CV-N) és una proteïna que forma part de la família de les lectines, caracteritzades per la seva unió a carbohidrats. Té un pes molecular de 11kDa i prové del cianobacteri (alga blau-verda) Nostoc ellipsosporum. Està formada per una cadena de 101 aminoàcids, formada per dues unions intracel·lulars de ponts disulfur. Va ser descoberta en un programa per a la detecció de molècules amb propietats anti-VIH. Tanmateix, la seva acció no és tan sols contra el VIH, sinó també cap a altres virus com el virus de l'Ebola (Ebo), els rhinovirus, el virus de l'influenza i el virus de l'Hepatitis C.

Descobriment i origen La cianovirina-N es va descobrir com a proteïna gràcies a la seva unió al VIH. L'OMS, el Departament de Salut i Serveis Humans dels EUA i alguns instituts van declarar com a prioritat trobar aquest tipus de microbicida. Per això es van fer molts i diversos estudis, un dels quals va consistir a analitzar col·leccions de microorganismes.

En el Repositori de Productes Naturals de l'Institut Nacional del Càncer dels EUA, l'any 1977 es va descobrir un cianobacteri (alga blau-verda) Nostoc ellipsosporum, els extractes de la qual van presentar una forta inhibició de la citopatogenicitat del VIH, així es va estudiar què produïa aquest efecte trobant així la cianovirina-N. A poc a poc es van anar estudiant les seves interaccions concretes amb proteïnes i amb sucres del virus.

Propietats Tot i que la seva funció en Nostoc ellipsosporum és desconeguda, té la capacitat d'inhibir de forma irreversible limfòcits T-tropic en soques adaptades al laboratori de VIH tipus 1 (VIH-1), VIH de tipus 2 (VIH-2) i del virus de la immunodeficiència en simis (SIV), com també T-tròpic, macròfag-tròpic (M-tròpic) i T- i M- tròpic (dual-tròpic) d'aïllaments primaris clínics del VIH-1 entre cèl·lules infectades i sanes. A més a més, actua impedint la transmissió d'una cèl·lula a una altra mitjançant interaccions amb les glicoproteïnes de superfície de membrana del virus (gp120), les quals són diferents de les interaccions entre gp120 amb el receptor cel·lular CD4 o amb anticossos per a saber els neutralitzadors del VIH que determinen gp120.

Com a conseqüència, CV-N és una molècula molt útil per ser utilitzada com un microbicida tòpic, un component que pot reduir o prevenir infeccions patològiques de VIH mitjançant l'aplicació d'aquest al recte o a la vagina abans de mantenir relacions sexuals.

Estructura La CV-N és una proteïna composta de 101 aminoàcids i amb un pes molecular de 11kDa que comparteix menys d'un 20% d'homologia de seqüència amb qualsevol altra proteïna coneguda o hipotètica. Internament, però, la seqüència mostra un alt grau de duplicació, amb una clara semblança trobada entre la part A, que comprèn els residus 1 a 50, i la part B, que consta de residus 51 - 101. Una comparació de les seqüències d'aminoàcids d'aquests segments de cadena mostra que 16 residus (32%) són idèntics i altres 13 residus (26%) mostren substitucions aminoàcides conservadores.

miniatura|derecha|Estructura tridimensional CV-N

El més alt grau d'homologia es troba en els bucles definits pels quatre residus de Cys que donen lloc a dos ponts disulfur intramoleculars (Cys8-Cys22 i Cys58-Cys73), imprescindibles per la seva activitat, i en la regió més lluny d'aquests bucles (residus 40-49 a A i 91-100 a B). Els dos ponts disulfur es troben en les posicions 8-22 i en la 58-73. En aquest nivell de conservació de seqüències, es creia que les estructures corresponents a aquestes cadenes segmentàries eren semblants i que, de fet, va resultar ser el cas, encara que d'una manera força contundent. També s'ha observat una repetició similar de seqüències d'aminoàcids en moltes altres proteïnes i es creu que resulta de la duplicació de gens durant l'evolució.

A més a més, mostra un grau d'estabilitat i activitat que es restableix després de diversos cicles de descongelació, així com després del tractament amb dissolvents orgànics (com acetonitril, metanol i sulfòxid de dimetil), altes concentracions de sal (clorhidrat de guanidina 8M), detergents forts (per exemple, 0.5% p / v de dodecilsulfat sòdic), peròxid d'hidrogen i altes temperatures.

miniatura|500px|none|Estructura secundària de la Cianovirina-N

Seqüència d'aminoàcids:

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 101 LGKFSQTCYN SAIQGSVLTS TCERTNGGYN TSSIDLNSVI ENVDGSLKWQ PSNFIETCRN TQLAGSSELA AECKTRAQQF VSTKINLDDH IANIDGTLKY E

Activitat microbicida VIH (virus de la immunodeficiència humana) miniatura|Inhibició del virus del VIH per part de la unió de la Cianovirina-N a la glicoproteïna GP120 miniatura|Actuació del virus del VIH en absència de la Cianovirina-N, permeten la infecció de la cèl·lula hoste. Les lectines són unes proteïnes que tenen la capacitat de reconèixer certs carbohidrats i unir-se a ells reversiblement. En concret, la cianovirina-N és capaç de reconèixer la gp120 es troba en la superfície de l'embolcall del VIH. Aquesta proteïna és necessària perquè els virus puguin entrar i infectar a la cèl·lula hoste, ja que són les que s'uneixen als receptors CD4, deixant pas a la fusió del virus a la cèl·lula. Així, les lectines tenint la capacitat per reconèixer els carbohidrats d'aquestes glicoproteïnes i unir-se a elles, impedeixen el canvi conformacional que necessita el virus per infectar a la cèl·lula, fet que les porta a considerar-les agents amb un gran potencial microbicida.

Aquest embolcall glicoproteic que embolcalla el VIH constitueix una diana molecular per a la cianovirina-N. En cap cas la proteïna ataca la cèl·lula diana ni la ultraestructura del virió. Té una gran afinitat per les estructures oligosacàrides, riques en manosa, evitant la infecció entre virus i cèl·lula i l'entrada viral a la cèl·lula.

El mètode que segueixen per a evitar la infecció de la cèl·lula consisteix en un bloqueig en estats previs a la fusió del virus VIH a dins la cèl·lula: l'ancoratge de les glicoproteïnes gp-120 de l'embolcall amb el receptor CD4, els canvis conformacionals de la cèl·lula hoste, la fusió o desembolcallament del virus, així s'aconsegueix evitar tot el procés que el sistema immunitari segueix quan percep a un virus.

Ara bé, es continuen efectuant investigacions sobre el mecanisme exacte de les lectines enfront del VIH. Tot i això, els avenços són esperançadors perquè s'ha pogut demostrar que la cianovirina-N té una gran capacitat de resistència a la degradació per detergents, solvents orgànics, temperatures de fins a 100 °C, etc. sense perdre l'activitat antiviral.

Ebo (virus de l'Èbola) L'embolcall del virus de l'Èbola està constituïda per oligosacàrids similars als de l'embolcall del VIH, fet que podria provocar que el virus de l'Èbola fos susceptible a la cianovirina-N, i ser una futura teràpia contra aquest.

VHC (virus de l'Hepatitis C) La capacitat d'unió als carbohidrats que té la Cianovirina-N li permet ser un bon agent microbicida enfront del VHC. En aquest cas, la Cianovirina bloqueja la interacció entre la proteïna E2 i CD81. La proteína E2 és una proteína que es troba en la superfície del VHC i té molta afinitat al CD81, una molécula del sistema immunitari humà. Aquesta gran afinitat és la que li permet al VHC infectar a les cèl·lules humanes.

Referències

Categoria:Antivírics Categoria:Proteòmica Categoria:Proteïnes