A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus

Autores
Merwaiss, Fernando; Pascual, María José; Pomilio, María Trinidad; López, María Gabriela; Taboga, Oscar Alberto; Alvarez, Diego Ezequiel
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Pestivirus envelope protein E2 is crucial to virus infection and accomplishes virus-receptor interaction during entry. However, mapping of E2 residues mediating these interactions has remained unexplored. In this study, to investigate the structure-function relationship for a β-hairpin motif exposed to the solvent in the crystal structure of bovine viral diarrhea virus (BVDV) E2, we designed two amino acidic substitutions that result in a change of electrostatic potential. First, using wild type and mutant E2 expressed as soluble recombinant proteins, we found that the mutant protein had reduced binding to susceptible cells compared to wild type and diminished ability to inhibit BVDV infection, suggesting a lower affinity for BVDV receptors. We then analyzed the effect of β-hairpin mutations in the context of recombinant viral particles. Mutant viruses recovered from cell culture supernatant after transfection of recombinant RNA had almost completely inhibited ability to re-infect susceptible cells, indicating an impact of mutations on BVDV infectivity. Finally, sequential passaging of the mutant virus resulted in the selection of a viral population in which β-hairpin mutations reverted to the wild type sequence to restore infectivity. Taken together, our results show that this conserved region of the E2 protein is critical for the interaction with host cell receptors.
Fil: Merwaiss, Fernando. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Pascual, María José. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Pomilio, María Trinidad. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: López, María Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Alvarez, Diego Ezequiel. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Materia
ENTRY
PESTIVIRUS
VIRUS-RECEPTOR INTERACTION
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/163639

id CONICETDig_cd974ce25a312cc98ba3384102094647
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/163639
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virusMerwaiss, FernandoPascual, María JoséPomilio, María TrinidadLópez, María GabrielaTaboga, Oscar AlbertoAlvarez, Diego EzequielENTRYPESTIVIRUSVIRUS-RECEPTOR INTERACTIONhttps://purl.org/becyt/ford/1.6https://purl.org/becyt/ford/1Pestivirus envelope protein E2 is crucial to virus infection and accomplishes virus-receptor interaction during entry. However, mapping of E2 residues mediating these interactions has remained unexplored. In this study, to investigate the structure-function relationship for a β-hairpin motif exposed to the solvent in the crystal structure of bovine viral diarrhea virus (BVDV) E2, we designed two amino acidic substitutions that result in a change of electrostatic potential. First, using wild type and mutant E2 expressed as soluble recombinant proteins, we found that the mutant protein had reduced binding to susceptible cells compared to wild type and diminished ability to inhibit BVDV infection, suggesting a lower affinity for BVDV receptors. We then analyzed the effect of β-hairpin mutations in the context of recombinant viral particles. Mutant viruses recovered from cell culture supernatant after transfection of recombinant RNA had almost completely inhibited ability to re-infect susceptible cells, indicating an impact of mutations on BVDV infectivity. Finally, sequential passaging of the mutant virus resulted in the selection of a viral population in which β-hairpin mutations reverted to the wild type sequence to restore infectivity. Taken together, our results show that this conserved region of the E2 protein is critical for the interaction with host cell receptors.Fil: Merwaiss, Fernando. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Pascual, María José. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Pomilio, María Trinidad. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: López, María Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Diego Ezequiel. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaMultidisciplinary Digital Publishing Institute2021-06info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/163639Merwaiss, Fernando; Pascual, María José; Pomilio, María Trinidad; López, María Gabriela; Taboga, Oscar Alberto; et al.; A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus; Multidisciplinary Digital Publishing Institute; Viruses; 13; 6; 6-2021; 1-131999-4915CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.mdpi.com/1999-4915/13/6/1157info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.3390/v13061157info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-10-15T14:49:11Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/163639instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-10-15 14:49:11.798CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
title A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
spellingShingle A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
Merwaiss, Fernando
ENTRY
PESTIVIRUS
VIRUS-RECEPTOR INTERACTION
title_short A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
title_full A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
title_fullStr A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
title_full_unstemmed A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
title_sort A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus
dc.creator.none.fl_str_mv Merwaiss, Fernando
Pascual, María José
Pomilio, María Trinidad
López, María Gabriela
Taboga, Oscar Alberto
Alvarez, Diego Ezequiel
author Merwaiss, Fernando
author_facet Merwaiss, Fernando
Pascual, María José
Pomilio, María Trinidad
López, María Gabriela
Taboga, Oscar Alberto
Alvarez, Diego Ezequiel
author_role author
author2 Pascual, María José
Pomilio, María Trinidad
López, María Gabriela
Taboga, Oscar Alberto
Alvarez, Diego Ezequiel
author2_role author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv ENTRY
PESTIVIRUS
VIRUS-RECEPTOR INTERACTION
topic ENTRY
PESTIVIRUS
VIRUS-RECEPTOR INTERACTION
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.6
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv Pestivirus envelope protein E2 is crucial to virus infection and accomplishes virus-receptor interaction during entry. However, mapping of E2 residues mediating these interactions has remained unexplored. In this study, to investigate the structure-function relationship for a β-hairpin motif exposed to the solvent in the crystal structure of bovine viral diarrhea virus (BVDV) E2, we designed two amino acidic substitutions that result in a change of electrostatic potential. First, using wild type and mutant E2 expressed as soluble recombinant proteins, we found that the mutant protein had reduced binding to susceptible cells compared to wild type and diminished ability to inhibit BVDV infection, suggesting a lower affinity for BVDV receptors. We then analyzed the effect of β-hairpin mutations in the context of recombinant viral particles. Mutant viruses recovered from cell culture supernatant after transfection of recombinant RNA had almost completely inhibited ability to re-infect susceptible cells, indicating an impact of mutations on BVDV infectivity. Finally, sequential passaging of the mutant virus resulted in the selection of a viral population in which β-hairpin mutations reverted to the wild type sequence to restore infectivity. Taken together, our results show that this conserved region of the E2 protein is critical for the interaction with host cell receptors.
Fil: Merwaiss, Fernando. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Pascual, María José. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Pomilio, María Trinidad. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: López, María Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Alvarez, Diego Ezequiel. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
description Pestivirus envelope protein E2 is crucial to virus infection and accomplishes virus-receptor interaction during entry. However, mapping of E2 residues mediating these interactions has remained unexplored. In this study, to investigate the structure-function relationship for a β-hairpin motif exposed to the solvent in the crystal structure of bovine viral diarrhea virus (BVDV) E2, we designed two amino acidic substitutions that result in a change of electrostatic potential. First, using wild type and mutant E2 expressed as soluble recombinant proteins, we found that the mutant protein had reduced binding to susceptible cells compared to wild type and diminished ability to inhibit BVDV infection, suggesting a lower affinity for BVDV receptors. We then analyzed the effect of β-hairpin mutations in the context of recombinant viral particles. Mutant viruses recovered from cell culture supernatant after transfection of recombinant RNA had almost completely inhibited ability to re-infect susceptible cells, indicating an impact of mutations on BVDV infectivity. Finally, sequential passaging of the mutant virus resulted in the selection of a viral population in which β-hairpin mutations reverted to the wild type sequence to restore infectivity. Taken together, our results show that this conserved region of the E2 protein is critical for the interaction with host cell receptors.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-06
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/163639
Merwaiss, Fernando; Pascual, María José; Pomilio, María Trinidad; López, María Gabriela; Taboga, Oscar Alberto; et al.; A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus; Multidisciplinary Digital Publishing Institute; Viruses; 13; 6; 6-2021; 1-13
1999-4915
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/163639
identifier_str_mv Merwaiss, Fernando; Pascual, María José; Pomilio, María Trinidad; López, María Gabriela; Taboga, Oscar Alberto; et al.; A β-Hairpin motif in the envelope protein E2 mediates receptor binding of bovine viral diarrhea virus; Multidisciplinary Digital Publishing Institute; Viruses; 13; 6; 6-2021; 1-13
1999-4915
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.mdpi.com/1999-4915/13/6/1157
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.3390/v13061157
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Multidisciplinary Digital Publishing Institute
publisher.none.fl_str_mv Multidisciplinary Digital Publishing Institute
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1846083013822119936
score 13.22299