Insights into the specificity for the interaction of the promiscuous SARS-CoV-2 nucleocapsid protein N-terminal domain with deoxyribonucleic acids

Caruso, Icaro Putinhon; Almeida, Vitor dos Santos; Amaral, Mariana Juliani do; Andrade, Guilherme Caldas de; Araújo, Gabriela Rocha de; Araújo, Talita Stelling de; Azevedo, Jéssica Moreira de; Barbosa, Glauce Moreno; Bartkevihi, Leonardo; Bezerra, Peter Reis; Cabral, Katia Maria dos Santos; Lourenço, Isabella Otênio de; Malizia-Motta, Clara L. F.; Marques, Aline de Luna; Mebus-Antunes, Nathane Cunha; Neves-Martin, Thais Cristtina; Sá, Jéssica Maróstica de; Sanches, Karoline; Siilva, Marcos Caique Santana; Vasconcelos, Ariana Azevedo; Almeida, Marcius da Silva; Amorim, Gisele Cardoso de; Anobom, Cristiana Dinis; Da Poian, Andrea T.; Gomes Neto, Francisco; Pinheiro, Anderson S.; Almeida, Fabio C. L.

Insights into the specificity for the interaction of the promiscuous SARS-CoV-2 nucleocapsid protein N-terminal domain with deoxyribonucleic acids

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal:	Caruso, Icaro Putinhon
Data de Publicação:	2022
Outros Autores:	Almeida, Vitor dos Santos, Amaral, Mariana Juliani do, Andrade, Guilherme Caldas de, Araújo, Gabriela Rocha de, Araújo, Talita Stelling de, Azevedo, Jéssica Moreira de, Barbosa, Glauce Moreno, Bartkevihi, Leonardo, Bezerra, Peter Reis, Cabral, Katia Maria dos Santos, Lourenço, Isabella Otênio de, Malizia-Motta, Clara L. F., Marques, Aline de Luna, Mebus-Antunes, Nathane Cunha, Neves-Martin, Thais Cristtina, Sá, Jéssica Maróstica de, Sanches, Karoline, Siilva, Marcos Caique Santana, Vasconcelos, Ariana Azevedo, Almeida, Marcius da Silva, Amorim, Gisele Cardoso de, Anobom, Cristiana Dinis, Da Poian, Andrea T., Gomes Neto, Francisco, Pinheiro, Anderson S., Almeida, Fabio C. L.
Tipo de documento:	Artigo
Idioma:	eng
Título da fonte:	Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
Texto Completo:	https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/52598
Resumo:	Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade do Estado de São Paulo. Departamento de Física. Centro Multiusuário de Inovação Biomolecular. São José do Rio Preto, SP, Brasil / Rio BioNMR Network. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

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International Journal of Biological Macromolecules, v. 203, p. 466-480, p. 1 - 16, Jan. 2022.0141-8130https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/5259810.1016/j.ijbiomac.2022.01.121engElsevierProteína do nucleocapsídeo SARS-CoV-2SARS-CoV-2Proteína de ligação de DNA/RNAEspecificidade de ligaçãoSARS-CoV-2 nucleocapsid proteinDNA/RNA binding proteinBinding specificitySARS-CoV-2Insights into the specificity for the interaction of the promiscuous SARS-CoV-2 nucleocapsid protein N-terminal domain with deoxyribonucleic acidsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articleUniversidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade do Estado de São Paulo. Departamento de Física. Centro Multiusuário de Inovação Biomolecular. São José do Rio Preto, SP, Brasil / Rio BioNMR Network. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Universidade Federal do Rio de Janeiro. CENABIO. Centro Nacional de Ressonância Magnética Nuclear. 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Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Departamento de Bioquímica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rio BioNMR Network, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rio BioNMR Network, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Universidade Federal do Rio de Janeiro. CENABIO. Centro Nacional de Ressonância Magnética Nuclear. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Toxinologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rio BioNMR Network, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Departamento de Bioquímica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rio BioNMR Network, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. CENABIO. Centro Nacional de Ressonância Magnética Nuclear. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rio BioNMR Network, Rio de Janeiro, RJ, Brasil..The SARS-CoV-2 nucleocapsid protein (N) is a multifunctional promiscuous nucleic acid-binding protein, which plays a major role in nucleocapsid assembly and discontinuous RNA transcription, facilitating the template switch of transcriptional regulatory sequences (TRS). Here, we dissect the structural features of the N protein Nterminal domain (N-NTD) and N-NTD plus the SR-rich motif (N-NTD-SR) upon binding to single and doublestranded TRS DNA, as well as their activities for dsTRS melting and TRS-induced liquid-liquid phase separation (LLPS). Our study gives insights on the specificity for N-NTD(-SR) interaction with TRS. We observed an approximation of the triple-thymidine (TTT) motif of the TRS to β-sheet II, giving rise to an orientation difference of ~25◦ between dsTRS and non-specific sequence (dsNS). It led to a local unfavorable energetic contribution that might trigger the melting activity. The thermodynamic parameters of binding of ssTRSs and dsTRS suggested that the duplex dissociation of the dsTRS in the binding cleft is entropically favorable. We showed a preference for TRS in the formation of liquid condensates when compared to NS. Moreover, our results on DNA binding may serve as a starting point for the design of inhibitors, including aptamers, against N, a possible therapeutic target essential for the virus infectivity.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82991https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/52598/1/license.txt5a560609d32a3863062d77ff32785d58MD51ORIGINALFrancisco_GomesNeto_etal_IOC_2022.pdfFrancisco_GomesNeto_etal_IOC_2022.pdfapplication/pdf14321707https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/52598/2/Francisco_GomesNeto_etal_IOC_2022.pdffc7a2e246511717673b751c87c65894eMD52icict/525982022-05-10 12:35:01.96oai:www.arca.fiocruz.br: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ório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352022-05-10T15:35:01Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false
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