Les Flavivirus transmis par les moustiques comme le virus du Nil occidental, le virus de la dengue, le virus de la fièvre jaune, le virus de l’encéphalite japonaise et le virus Zika constituent des préoccupations croissantes de santé publique. Ils se sont répandus dans le monde au cours des dernières décennies, et les épidémies sont devenues plus fréquentes et plus sévères. Chaque année, des millions de personnes sont infectées et environ 50 000 patients décèdent d’infections à Flavivirus. Malgré les nombreux efforts de recherche, il n’y a actuellement aucun médicament antiviral spécifique disponible, et des nouvelles stratégies antivirales sont indispensables. Comprendre comment les Flavivirus fonctionnent au niveau moléculaire aidera à découvrir des nouvelles cibles pour l'intervention thérapeutique.
Les Flavivirus ont un génome d'ARN simple brin de polarité positive qui code pour trois protéines structurales et huit protéines non structurales. Seules deux des huit protéines non structurales ont des activités enzymatiques. NS3 possède un domaine protéase et un domaine hélicase, et NS5 a un domaine méthyl- et guanylyltransférase et un domaine ARN polymérase ARN-dépendante. Ensemble, ils répliquent le génome viral. Ici, nous caractérisons l'interaction entre NS3 et NS5 dans le complexe de réplication du virus du Nil occidental pendant la synthèse d’ARN de polarité positive.
Un modèle d'interaction comprenant NS3, NS5 et l’ARN viral a été développé basé sur des structures cristallines connues ainsi que des activités enzymatiques des deux protéines individuelles, et ce modèle a été soumis à des simulations de dynamique moléculaire. Les interactions potentielles entre les protéines NS3 et NS5 ont été identifiées. Les résidus impliqués dans ces interactions ont été mutés dans un réplicon du virus du Nil occidental et les effets de ces mutations sur la réplication virale ont été évalués. Une région particulière à la surface de la protéine NS3 a été identifiée comme étant cruciale pour la réplication virale, très probablement parce qu'elle interagit avec NS5. Cette région pourrait être une cible attrayante pour la recherche de composés qui pourraient interférer avec l'interaction entre NS3 et NS5 et donc posséder un potentiel antiviral intéressant. / Abstract : Mosquito-borne Flaviviruses like West Nile virus, Dengue virus, Yellow Fever virus, Japanese encephalitis virus, and Zika virus are increasing public health concerns. They have spread globally during the past decades, and outbreaks have recently become more frequent and more severe. Every year, millions of people are infected, and approximately 50,000 patients die from Flavivirus infections. Despite extensive research efforts, there are currently no specific antiviral drugs available, and new antiviral strategies are greatly needed. Understanding how Flaviviruses work on a molecular level will help in uncovering new points for therapeutic intervention.
Flaviviruses have a single-stranded RNA genome of positive polarity that encodes three structural and eight non-structural proteins. Only two of the eight non-structural proteins have enzymatic activities. NS3 has an N-terminal protease domain and a C-terminal helicase domain, and NS5 has an N-terminal capping enzyme domain and a C-terminal RNA-dependent RNA polymerase domain. Together, they replicate the viral genome. Here we characterize the NS3:NS5 interaction within the West Nile virus RNA replicase complex during positive strand synthesis.
An interaction model including NS3, NS5 and viral RNA was developed based on the known crystal structures as well as enzymatic activities of the two individual proteins, and this model was subjected to molecular dynamics simulations. Potential interactions between the NS3 and NS5 proteins were identified. Residues involved in these interactions were mutated in a West Nile virus replicon, and the effects of these mutations on viral replication were evaluated. One particular region on the surface of the NS3 protein was identified to be crucial for viral replication, most likely because it mediates the interaction with NS5. This region might be an attractive target for the search of compounds that could interfere with the NS3:NS5 interaction and therefore possess an interesting antiviral potential.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/10487 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Brand, Carolin |
| Contributors | Bisaillon, Martin, Geiss, Brian |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | © Carolin Brand |
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