2. Academic Validation
  3. Improved binding of SARS-CoV-2 Envelope protein to tight junction-associated PALS1 could play a key role in COVID-19 pathogenesis

Improved binding of SARS-CoV-2 Envelope protein to tight junction-associated PALS1 could play a key role in COVID-19 pathogenesis

  • Microbes Infect. 2020 Nov-Dec;22(10):592-597. doi: 10.1016/j.micinf.2020.08.006.
Flavio De Maio 1,  Ettore Lo Cascio 2,  Gabriele Babini 3,  Michela Sali 1,  Stefano Della Longa 4,  Bruno Tilocca 5,  Paola Roncada 5,  Alessandro Arcovito 6,  Maurizio Sanguinetti 1,  Giovanni Scambia 7,  Andrea Urbani 8
Affiliations

Affiliations

  • 1 Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli", IRCCS, Largo A. Gemelli 8, 00168 Roma, Italy; Dipartimento di Scienze Biotecnologiche di Base, Cliniche Intensivologiche e Perioperatorie - Sezione di Microbiologia, Università Cattolica del Sacro Cuore, Largo Francesco Vito 1, 00168 Roma, Italy.
  • 2 Dipartimento di Scienze Biotecnologiche di Base, Cliniche Intensivologiche e Perioperatorie - Sezione di Biochimica e Biochimica Clinica, Università Cattolica del Sacro Cuore, Largo Francesco Vito 1, 00168 Roma, Italy.
  • 3 Dipartimento di Scienze della Salute della Donna, del Bambino e di Sanità Pubblica, Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli", IRCCS, Largo A. Gemelli 8, 00168 Roma, Italy. Electronic address: gabriele.babini@guest.policlinicogemelli.it.
  • 4 Department of Life, Health and Environmental Sciences, University of L'Aquila, 67100 L'Aquila, Italy.
  • 5 Department of Health Science, University "Magna Græcia" of Catanzaro, Viale Europa, 88100 Catanzaro, Italy.
  • 6 Dipartimento di Scienze Biotecnologiche di Base, Cliniche Intensivologiche e Perioperatorie - Sezione di Biochimica e Biochimica Clinica, Università Cattolica del Sacro Cuore, Largo Francesco Vito 1, 00168 Roma, Italy; Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli", IRCCS, Largo A. Gemelli 8, 00168 Roma, Italy.
  • 7 Dipartimento di Scienze della Salute della Donna, del Bambino e di Sanità Pubblica, Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli", IRCCS, Largo A. Gemelli 8, 00168 Roma, Italy; Dipartimento di Scienze della Vita e Sanità Pubblica - Sezione di Ginecologia ed Ostetricia, Università Cattolica del Sacro Cuore, Largo Francesco Vito 1, 00168 Roma, Italy.
  • 8 Dipartimento di Scienze di Laboratorio e Infettivologiche, Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli", IRCCS, Largo A. Gemelli 8, 00168 Roma, Italy; Dipartimento di Scienze Biotecnologiche di Base, Cliniche Intensivologiche e Perioperatorie - Sezione di Biochimica e Biochimica Clinica, Università Cattolica del Sacro Cuore, Largo Francesco Vito 1, 00168 Roma, Italy.
PMID: 32891874 DOI: 10.1016/j.micinf.2020.08.006
Abstract

The Envelope (E) protein of SARS-CoV-2 is the most enigmatic protein among the four structural ones. Most of its current knowledge is based on the direct comparison to the SARS E protein, initially mistakenly undervalued and subsequently proved to be a key factor in the ER-Golgi localization and in tight junction disruption. We compared the genomic sequences of E protein of SARS-CoV-2, SARS-CoV and the closely related genomes of bats and pangolins obtained from the GISAID and GenBank databases. When compared to the known SARS E protein, we observed a significant difference in amino acid sequence in the C-terminal end of SARS-CoV-2 E protein. Subsequently, in silico modelling analyses of E proteins conformation and docking provide evidences of a strengthened binding of SARS-CoV-2 E protein with the tight junction-associated PALS1 protein. Based on our computational evidences and on data related to SARS-CoV, we believe that SARS-CoV-2 E protein interferes more stably with PALS1 leading to an enhanced epithelial barrier disruption, amplifying the inflammatory processes, and promoting tissue remodelling. These findings raise a warning on the underestimated role of the E protein in the pathogenic mechanism and open the route to detailed experimental investigations.

Keywords

COVID-19; Envelope protein; PALS1; SARS-CoV-2; Tight junctions.

Figures