Alphavirus, Post-Fusion, Chikv, Sfv, Sinv, Structure, X-Ray, Protéine de fusion, Stem

Contexte : Le virus du Chikungunya (CHIKV), de la Forêt de Semliki (SFV) et de Sindbis (SINV) appartiennent au genre Alphavirus et sont transmis par des moustiques. CHIKV a provoqué récemment des épidémies planétaires causant de graves maladies. Les alphavirus sont enveloppés d'une membrane lipidique et infectent les cellules par voie d'endocytose ; le milieu acide des endosomes induit la fusion de l'enveloppe virale et de la membrane endosomique, fusion catalysée par la protéine d'enveloppe E1. Celle-ci appartient à la classe II des protéines de fusion, et est repliée en trois domaines (I, II et III) organisés en longueur avec I au centre et II et III de chaque côté, le domaine III se prolongeant par une tige ("stem") suivi par le segment trans-membranaire (TM) ancré dans la membrane virale. Le long domaine II expose à son extrémité une "boucle de fusion" hydrophobe, qui s'insère dans la membrane cible avant un changement de conformation de E1. E1 s'organise alors en trimères sur la membrane virale, ses trois sous-unités se pliant ensuite au milieu pour amener les domaines III sur le coté de chaque trimère, ainsi que le "stem" et le TM de façon à juxtaposer cette région avec le peptide de fusion. Ceci force les membranes virale et cellulaire l'une contre l'autre, provoquant leur fusion. Méthodes: Nous avons produit les ectodomaines recombinants de E1 (I, II, III et "stem") de ces trois alphavirus avec des mutations dans la boucle de fusion de façon à les rendre solubles sous la forme trimérique, post-fusion. Nous les avons cristallisé et déterminé leurs structures par cristallographie aux rayons X. Résultats: Notre travail montre que la conformation des protéines de fusion de E1 de ces trois alphavirus est clairement distincte, malgré la forte conservation de séquence parmi le genre viral. Ces différentes conformations ne pouvaient pas être prédites par modélisation basée sur leur homologie. Les structures montrent qu'elles gardent un « core » trimérique commun formé par le domaine I, la base du domaine II et le domaine III. Cependant le sous-domaine distal du domaine II, avec la boucle de fusion, adopte des conformations différentes (fermée, intermédiaire et ouverte) en fonction des virus, et interagit avec le "stem" qui connecte les segments TM. Conclusion: Nos résultats montrent l'importance de conduire des études structurales comparatives sur des virus similaires, et permettent d'expliquer des résultats d'inhibition de la fusion membrane non-concordants entre ces virus. Ils permettent ainsi de jeter une nouvelle lumière sur le mécanisme de fusion des alphavirus.