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NS3

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Esquema do genoma do DENV. (A) Em vermelho estão representados os genes codificadores das proteínas estruturais do vírus: C, prM e E. Em rosa estão representados os genes codificadores das proteínas não estruturais do vírus. Os domínios de protease e helicase da NS3 e os domínios de S-adenosilmetionina metiltransferase (MTase) e RNA polimerase (RdRp) da NS5 estão indicados. (B) As regiões hidrofóbicas flaqueando o domínio cofator da NS2B estão indicadas em preto. DC: domínio cofator. O domínio de protease com sua tríade catalítica indicada por * e o domínio de RTPase/NTPase/Helicase da NS3 estão indicados. Informações retiradas de QI, et al. ABBS (2008). 40 (2): 91-101. Imagem feita por Davidson de Almeida.

NS3 é uma das proteínas não estruturais do vírus da dengue. Com ~618 aminoácidos, é a segunda maior proteína sintetizada pelo vírus.[1] Possui quatro atividades enzimáticas: serino protease, NTPase, helicase e RTPase, sendo a primeira exercida pelos 180 últimos resíduos da região amino-terminal e as outras três exercidas por resíduos da região carbóxi-terminal.[2]

A atividade de serino protease tipo tripsina (apesar de, diferente da tripsina, ter preferência por resíduos básicos como Arginina e Lisina [Arg-Lys*Ser/Gly]) é catalisada por uma tríade catalítica formada pelos resíduos His-51, Asp-75, e Ser-135.[3][4] Exige como cofator a proteína NS2B.[5][6] O complexo NS2B-NS3 cliva a poli-proteína viral dentro da região das proteínas C, NS2A, NS4A e na região C-terminal da NS3.[7][8][9] A poli-proteína também é clivada pela NS2B-NS3 entre as proteínas NS2A/NS2B, NS2B/NS3, NS3/NS4A e NS4B/NS5.[10][11] Em todos esses sítios, são encontradas sequências de dois resíduos básicos consecutivos (Arg-Arg, Lys-Arg ou Arg-Lys [excepcionalmente Gln-Arg na junção NS2B/NS3]), após os quais ocorre a clivagem, seguidos de um resíduo de cadeia curta (por exemplo: Glicina, Serina ou Alanina).[5][6][10] Essas reações ocorrem no citoplasma. Acredita-se que outros sítios da poli-proteína são clivados por enzimas da célula hospedeira.[12][13][14][15]

A função da sua atividade como helicase é desenrolar os ácidos nucleicos em dupla-fita durante a replicação do RNA viral, uma atividade dependente de energia.[16] Essa energia é fornecida pela hidrólise de ATP catalisada pela mesma região da proteína, caracterizando a NS3 como uma NTPase.[16][17][18] A região C-terminal da NS3 exerce ainda atividade RTPásica, removendo um fosfato do final 5’ da fita de RNA viral recém sintetizada, possibilitando o capeamento 5’ do genoma.[19][20][21] Provavelmente essa atividade RTPásica é catalisada pelo mesmo sítio que exerce atividade NTPásica, e ambas as atividades, assim como a atividade de helicase, são dependentes de Mg+2.[21] Após a remoção do grupo fosfato pela NS3, o capeamento é continuado pela proteína NS5, que adiciona uma molécula de GTP à fita de RNA (criando uma ponte trifosfato) e metila o sétimo átomo de nitrogênio da guanina.[2]

Essas atividades enzimáticas tornam a NS3 essencial para a replicação do RNA, do processamento pós-traducional da poliproteína e da replicação e maturação dos vírions, sendo um possível alvo terapêutico por meio de inibidores dessa protease.[22] Apesar de inibidores comuns de serino proteases não funcionarem ou apenas funcionarem em altas concentrações, descobriu-se que a aprotinina, uma pequena proteína pancreática bovina inibidora de tripsina, é capaz de impedir o acesso do substrato ao sítio ativo da dessa protease envelopando a enzima.[23][22]

Ver também

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Referências

  1. ↑ BRECHER, Matthew; ZHANG, Jing; LI, Hongmin. The flavivirus protease as a target for drug discovery. Virologica Sinica, v. 28, n. 6, p. 326-336, 2013.
  2. ↑ a b QI, Rui-feng; ZHANG, Ling; CHI, Cheng-wu. Biological characteristics of dengue virus and potential targets for drug design. Acta biochimica et biophysica Sinica, v. 40, n. 2, p. 91-101, 2008.
  3. ↑ CHAMBERS, Thomas J. et al. Evidence that the N-terminal domain of nonstructural protein NS3 from yellow fever virus is a serine protease responsible for site-specific cleavages in the viral polyprotein. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 87, n. 22, p. 8898-8902, 1990.
  4. ↑ BAZAN, J. Fernando; FLETTERICK, Robert J. Detection of a trypsin-like serine protease domain in flaviviruses and pestviruses. Virology, v. 171, n. 2, p. 637-639, 1989.
  5. ↑ a b FALGOUT, B. et al. Both nonstructural proteins NS2B and NS3 are required for the proteolytic processing of dengue virus nonstructural proteins. Journal of virology, v. 65, n. 5, p. 2467-2475, 1991.
  6. ↑ a b ARIAS, Carlos F.; PREUGSCHAT, Frank; STRAUSS, James H. Dengue 2 virus NS2B and NS3 form a stable complex that can cleave NS3 within the helicase domain. Virology, v. 193, n. 2, p. 888-899, 1993.
  7. ↑ LIN, C. H. A. O. et al. Cleavage at a novel site in the NS4A region by the yellow fever virus NS2B-3 proteinase is a prerequisite for processing at the downstream 4A/4B signalase site. Journal of virology, v. 67, n. 4, p. 2327-2335, 1993.
  8. ↑ LOBIGS, Mario. Flavivirus premembrane protein cleavage and spike heterodimer secretion require the function of the viral proteinase NS3. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 90, n. 13, p. 6218-6222, 1993.
  9. ↑ TEO, Keng Fong; WRIGHT, Peter J. Internal proteolysis of the NS3 protein specified by dengue virus 2. Journal of general virology, v. 78, n. 2, p. 337-341, 1997.[ligação inativa]
  10. ↑ a b PREUGSCHAT, Frank; STRAUSS, James H. Processing of nonstructural proteins NS4A and NS4B of dengue 2 virus in vitro and in vivo. Virology, v. 185, n. 2, p. 689-697, 1991.
  11. ↑ PREUGSCHAT, Frank; YAO, Chen-Wen; STRAUSS, James H. In vitro processing of dengue virus type 2 nonstructural proteins NS2A, NS2B, and NS3. Journal of virology, v. 64, n. 9, p. 4364-4374, 1990.
  12. ↑ FALGOUT, Barry; MARKOFF, Lewis. Evidence that flavivirus NS1-NS2A cleavage is mediated by a membrane-bound host protease in the endoplasmic reticulum. Journal of virology, v. 69, n. 11, p. 7232-7243, 1995.
  13. ↑ STADLER, Konrad et al. Proteolytic activation of tick-borne encephalitis virus by furin. Journal of Virology, v. 71, n. 11, p. 8475-8481, 1997.
  14. ↑ NOWAK, Thomas et al. Analyses of the terminal sequences of West Nile virus structural proteins and of the in vitro translation of these proteins allow the proposal of a complete scheme of the proteolytic cleavages involved in their synthesis. Virology, v. 169, n. 2, p. 365-376, 1989.
  15. ↑ SPEIGHT, G. et al. Gene mapping and positive identification of the non-structural proteins NS2A, NS2B, NS3, NS4B and NS5 of the flavivirus Kunjin and their cleavage sites. The Journal of general virology, v. 69, p. 23-34, 1988.
  16. ↑ a b LI, Haitao et al. The serine protease and RNA-stimulated nucleoside triphosphatase and RNA helicase functional domains of dengue virus type 2 NS3 converge within a region of 20 amino acids. Journal of virology, v. 73, n. 4, p. 3108-3116, 1999.
  17. ↑ SUZICH, J. A. et al. Hepatitis C virus NS3 protein polynucleotide-stimulated nucleoside triphosphatase and comparison with the related pestivirus and flavivirus enzymes. Journal of Virology, v. 67, n. 10, p. 6152-6158, 1993.
  18. ↑ WARRENER, P.; TAMURA, J. K.; COLLETT, M. S. RNA-stimulated NTPase activity associated with yellow fever virus NS3 protein expressed in bacteria. Journal of virology, v. 67, n. 2, p. 989-996, 1993.
  19. ↑ BARTELMA, Greg; PADMANABHAN, R. Expression, purification, and characterization of the RNA 5′-triphosphatase activity of dengue virus type 2 nonstructural protein 3. Virology, v. 299, n. 1, p. 122-132, 2002.
  20. ↑ WENGLER, Gerd; WENGLER, Gisela. The NS 3 nonstructural protein of flaviviruses contains an RNA triphosphatase activity. Virology, v. 197, n. 1, p. 265-273, 1993.
  21. ↑ a b BENARROCH, Delphine et al. The RNA helicase, nucleotide 5′-triphosphatase, and RNA 5′-triphosphatase activities of Dengue virus protein NS3 are Mg 2+-dependent and require a functional Walker B motif in the helicase catalytic core. Virology, v. 328, n. 2, p. 208-218, 2004.
  22. ↑ a b YIN, Zheng et al. Peptide inhibitors of Dengue virus NS3 protease. Part 1: Warhead. Bioorganic & medicinal chemistry letters, v. 16, n. 1, p. 36-39, 2006.
  23. ↑ PREUGSCHAT, Frank; YAO, Chen-Wen; STRAUSS, James H. In vitro processing of dengue virus type 2 nonstructural proteins NS2A, NS2B, and NS3. Journal of virology, v. 64, n. 9, p. 4364-4374, 1990.
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