カリクレイン13はヒトコロナウイルスHKU1による感染時にプライミングプロテアーゼとして働く

Sci. Signal. 24 Nov 2020:
Vol. 13, Issue 659, eaba9902
DOI: 10.1126/scisignal.aba9902

Aleksandra Milewska^1,2, Katherine Falkowski², Magdalena Kulczycka³, Ewa Bielecka³, Antonina Naskalska¹, Pawel Mak⁴, Adam Lesner⁵, Marek Ochman⁶, Maciej Urlik⁶, Elftherios Diamandis^7,8,9,10, Ioannis Prassas^8,10, Jan Potempa^2,11, Tomasz Kantyka^3,12, and Krzysztof Pyrc^1,*

1. ¹ Virogenetics Laboratory of Virology, Malopolska Centre of Biotechnology, Jagiellonian University, Gronostajowa 7a, 30-387 Krakow, Poland.
2. ² Microbiology Department, Faculty of Biochemistry, Biophysics and Biotechnology, Jagiellonian University, Gronostajowa 7, 30-387 Krakow, Poland.
3. ³ Laboratory of Proteolysis and Post-translational Modification of Proteins, Malopolska Centre of Biotechnology, Jagiellonian University, Gronostajowa 7, 30-387 Krakow, Poland.
4. ⁴ Department of Analytical Biochemistry, Faculty of Biochemistry, Biophysics and Biotechnology, Jagiellonian University, Gronostajowa 7 St., 30-387 Krakow, Poland.
5. ⁵ Faculty of Chemistry, University of Gdansk, Wita Stwosza 63, 80-308 Gdansk, Poland.
6. ⁶ Department of Cardiac, Vascular and Endovascular Surgery and Transplantology, Medical University of Silesia in Katowice, Silesian Centre for Heart Diseases, Zabrze, Poland.
7. ⁷ Department of Laboratory Medicine and Pathobiology, University of Toronto, Toronto, Canada.
8. ⁸ Department of Pathology and Laboratory Medicine, Mount Sinai Hospital, Toronto, Canada.
9. ⁹ Department of Clinical Biochemistry, University Health Network, Toronto, Canada.
10. ¹⁰ Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute, Mount Sinai Hospital, Toronto, Canada.
11. ¹¹ Centre for Oral Health and Systemic Diseases, University of Louisville School of Dentistry, Louisville, KY 40202, USA.
12. ¹² Broegelmann Research Laboratory, Department of Clinical Science, University of Bergen, 5020 Bergen, Norway.

* Corresponding author. Email: k.a.pyrc@uj.edu.pl

要約

ヒトコロナウイルスHKU1（HCoV-HKU1）は呼吸器疾患に関連し、世界中に蔓延しているが、ウイルス複製のin vitroモデルがない。コロナウイルススパイク（S）タンパク質とその受容体の相互作用は、組織および宿主特異性の主要な決定因子である。しかし、ウイルスの侵入は、複数の細胞成分の協調的作用を要する複雑な過程である。今回われわれは、プロテアーゼのカリクレイン13（KLK13）が、ヒト呼吸上皮細胞の感染に必要とされ、非許容RD細胞へのHCoV-HKU1の侵入を仲介するのに十分であることを見出した。S1/S2領域におけるKLK13によるHCoV-HKU1 Sタンパク質の切断も認められ、KLK13はこのウイルスのプライミング酵素であることが示唆された。総合すると、これらのデータからは、プロテアーゼの分布と特異性がウイルスの組織および細胞特異性を決定し、種間伝播を調節する可能性もあることが示唆される。

Citation: A. Milewska, K. Falkowski, M. Kulczycka, E. Bielecka, A. Naskalska, P. Mak, A. Lesner, M. Ochman, M. Urlik, E. Diamandis, I. Prassas, J. Potempa, T. Kantyka, K. Pyrc, Kallikrein 13 serves as a priming protease during infection by the human coronavirus HKU1. Sci. Signal. 13, eaba9902 (2020).