Amino Acid Polymorphisms on the Brazilian Strain of Yellow Fever Virus Methyltransferase Are Related to the Host’s Immune Evasion Mediated by Type I Interferon

Abstract

Since late 2016, a yellow fever virus (YFV) variant carrying a set of nine amino acid variations has circulated in South America. Three of them were mapped on the methyltransferase (MTase) domain of viral NS5 protein. To assess whether these changes affected viral infectivity, we synthesized YFV carrying the MTase of circulating lineage as well as its isoform with the residues of the previous strains (NS5 K101R, NS5 V138I, and NS5 G173S). We observed a slight difference in viral growth properties and plaque phenotype between the two synthetic YFVs. However, the MTase polymorphisms associated with the Brazilian strain of YFV (2016–2019) confer more susceptibility to the IFN-I. In addition, in vitro MTase assay revealed that the interaction between the YFV MTase and the methyl donor molecule (SAM) is altered in the Brazilian MTase variant. Altogether, the results reported here describe that the MTase carrying the molecular signature of the Brazilian YFV circulating since 2016 might display a slight decrease in its catalytic activity but virtually no effect on viral fitness in the parameters comprised in this study. The most marked influence of these residues stands in the immune escape against the antiviral response mediated by IFN-I.

The Importance of Epigallocatechin as a Scaffold for Drug Development against Flaviviruses

“…Despite the polymorphism identified in several viral proteins, this modification may not affect the catalytic efficiency of the enzyme [ 49 , 50 ]. Therefore, further studies are needed to confirm this; however, it seems reasonable to assume the inhibition and interaction properties of the molecules observed in this study.…”

“…Vázquez-Calvo and colleagues [ 18 ] described that the EGCG molecule directly affects WNV particles exerting a virucidal effect and reducing the effectivity of ZIKV and DENV. The inhibitory capacity of green tea catechins has also been described for SARS-CoV-2 main protease [ 18 , 49 ], HasV endopeptidase [ 50 ], HCV NS3/4A protease [ 51 ], and HIV-1 protease [ 52 ].…”

Caracterização estrutural e busca por inibidores das proteases dos vírus emergentes: Vírus da Febre Amarela e SARS-CoV-2

“…50 O estudo recentemente publicado, realizado com a enzima NS5 domínio metiltransferase, que contém 3 das mutações acima descritas (R101K, I138V e S173G), visou analisar a influência destas na atividade da enzima e como afetam a virulência e propagação do vírus. 51 Os ensaios indicaram que as mutações não afetam significativamente a atividade da enzima, pois localizam-se próximas superfície a proteína e apenas conferem pequeno aumento da afinidade por um dos substratos da enzima (SAM) que não são suficientes para serem detectados em ensaios com modelos celulares de infecção viral. 51 Desta forma, considerando que a NS5 metiltransferase está diretamente envolvida na resposta imune do hospedeiro, as mutações possivelmente implicam em modificações estruturais que interferem na via de produção de interferon tipo 1.…”

“…51 Os ensaios indicaram que as mutações não afetam significativamente a atividade da enzima, pois localizam-se próximas superfície a proteína e apenas conferem pequeno aumento da afinidade por um dos substratos da enzima (SAM) que não são suficientes para serem detectados em ensaios com modelos celulares de infecção viral. 51 Desta forma, considerando que a NS5 metiltransferase está diretamente envolvida na resposta imune do hospedeiro, as mutações possivelmente implicam em modificações estruturais que interferem na via de produção de interferon tipo 1. 51 Logo, a caracterização estrutural e funcional das NSs pertencentes a linhagem circulante de YFV são de suma importância para melhor compreensão do mecanismo de replicação viral, além de fundamentais no planejamento de candidatos a fármacos específicos e eficazes contra a febre amarela visando tratar e prevenir futuras epidemias.…”

“…51 Desta forma, considerando que a NS5 metiltransferase está diretamente envolvida na resposta imune do hospedeiro, as mutações possivelmente implicam em modificações estruturais que interferem na via de produção de interferon tipo 1. 51 Logo, a caracterização estrutural e funcional das NSs pertencentes a linhagem circulante de YFV são de suma importância para melhor compreensão do mecanismo de replicação viral, além de fundamentais no planejamento de candidatos a fármacos específicos e eficazes contra a febre amarela visando tratar e prevenir futuras epidemias.…”