Abstract Nonstructural protein 1 (NSP1) of SARS-CoV-2 plays a key role in downregulation of RIG-I pathways and interacts with 40 S ribosome. Recently, the cryo-EM structure in complex with 40S ribosome is deciphered. However, the structure of full length NSP1 without any partner has not been studies. Also, the conformation of NSP1-C terminal region in isolation is not been studied. In this study, we have investigated the conformational dynamics of NSP1C-terminal region (NSP1-CTR; amino acids 130-180) in isolation and under different solvent environments. The NSP1-CTR is found to be intrinsically disordered in aqueous solution. Further, we used alpha helix inducer, trifluoroethanol, and found induction of alpha helical conformation using CD spectroscopy. Additionally, in the presence of SDS, NSP1-CTR is showing a conformational change from disordered to ordered, possibly gaining alpha helix in part. But in presence of neutral lipid DOPC, a slight change in conformation is observed. This implies the possible role of hydrophobic interaction and electrostatic interaction on the conformational changes of NSP1. The changes in structural conformation were further studied by fluorescence-based studies, which showed significant blue shift and fluorescence quenching in the presence of SDS and TFE. Lipid vesicles also showed fluorescence-based quenching. In agreement to these result, fluorescence lifetime and fluorescence anisotropy decay suggests a change in conformational dynamics. The zeta potential studies further validated that the conformational dynamics is mostly because of hydrophobic interaction. In last, these experimental studies were complemented through Molecular Dynamics (MD) simulation which have also shown a good correlation and testify our experiments. We believe that the intrinsically disordered nature of the NSP1-CTR will have implications in disorder based binding promiscuity with its interacting proteins.

Abstract Intraviral protein-protein interactions are crucial for replication, pathogenicity, and viral assembly. Among these, virus assembly is a critical step as it regulates the arrangements of viral structural proteins and helps in the encapsulation of genomic material. SARS-CoV-2 structural proteins play an essential role in the self-rearrangement, RNA encapsulation, and mature virus particle formation. In SARS-CoV, the membrane protein interacts with the envelope and spike protein in Endoplasmic Reticulum Golgi Intermediate Complex (ERGIC) to form an assembly in the lipid bilayer, followed by membrane-ribonucleoprotein (nucleocapsid) interaction. In this study, we tried to understand the interaction of membrane protein’s interaction with envelope, spike, and nucleocapsid proteins using protein-protein docking. Further, simulation studies performed up to 100 ns to examine the stability of protein-protein complexes of Membrane-Envelope, Membrane-Spike, and Membrane-Nucleocapsid. Prime MM-GBSA showed high binding energy calculations than the docked complex. The interactions identified in our study will be of great importance, as it provides valuable insight into the protein-protein complex, which could be the potential drug targets for future studies.

Abstract Capsid-anchor (CA) of Zika virus (ZIKV) is a small, single-pass transmembrane sequence that separates the capsid (C) protein from downstream pre-membrane (PrM) protein. During ZIKV polyprotein processing, CA is cleaved-off from C and PrM and left as a membrane-embedded peptide. CA plays an essential role in the assembly and maturation of the virus. However, its independent folding behavior is still unknown. Since misfolding and aggregation propensity of transmembrane proteins are now increasingly recognized and has been linked to several proteopathic disorders. Therefore, in this study, we investigated the amyloid-forming propensity of CA at physiological conditions. We observed aggregation behavior of CA peptide using dyebinding assays and ThT kinetics. The morphological analysis of CA aggregates explored by high-resolution microscopy (TEM and AFM) revealed characteristic amyloid-like fibrils. Further, the effect on mammalian cells exhibited the cytotoxic nature of the CA amyloid-fibrils. Our findings collectively shed light on the amyloidogenic phenomenon of flaviviral protein, which may contribute to their infection. Graphical Abstract: Schematic representation of Zika virus Capsid anchor forming amyloid aggregates with cytotoxic and hemolytic properties.

Abstract The quality and quantity of the ovarian reserve are meticulously regulated through various cell death pathways to guarantee the availability of high-quality oocytes for fertilization. While apoptosis is recognized for contributing to maintaining ovarian reserve, the involvement of other cell death pathways remains unclear. Employing chemical genetics and proteomics, this study reveals the crucial involvement of Cathepsin B in maintaining the ovarian reserve. Results indicate that apoptosis and autophagy play pivotal roles, and inhibiting these pathways significantly increases follicle numbers. Proteomics reveals a dynamic shift from apoptosis to autophagy during follicular development, with Cathepsin B emerging as a key player in this transition. Inhibiting Cathepsin B not only mimics the augmented oocyte reserve observed with autophagy inhibition but also upregulated IGF1R and AKT-mTOR pathways without compromising fertility. Further, IGF1R inhibition partially compromised the protective effects of Cathepsin B inhibition on oocyte reserves, suggesting their interdependence. This association is further supported by the finding that Cathepsin B can degrade IGF1R in vitro. Moreover, the increased IGF1R levels enhance the oocyte mitochondrial membrane potential via transcriptional regulation of mitochondrial biogenesis and mitophagy genes. Remarkably, this Cathepsin B-dependent ovarian reserve maintenance mechanism is conserved in higher-order vertebrates. Cumulatively, our study sheds valuable light on the intricate interplay of autophagy, Cathepsin B, and growth factors in ovarian reserve maintenance, offering potential implications for fertility research.

Abstract The NSP6 protein of SARS-CoV-2 is a transmembrane protein, with some regions lying outside the membrane. Besides, a brief role of NSP6 in autophagosome formation, this is not studied significantly. Also, there is no structural information available till date. Based on the prediction by TMHMM server for transmembrane prediction, it is found that the N-terminal residues (1-11), middle region residues (91-112) and C-terminal residues (231-290) lies outside the membrane. Molecular Dynamics (MD) simulations showed that NSP6 consisting of helical structures, whereas membrane outside lying region (91-112) showed partial helicity, which further used as model and obtain disordered type conformation after 1.5 microsecond. Whereas, the residues 231-290 has both helical and beta sheet conformations in its structure model. A 200ns simulations resulted in the loss of beta sheet structures, while helical regions remained intact. Further, we have characterized the residue 91-112 by using reductionist approaches. The NSP6 (91-112) was found disordered like in isolation, which gain helical conformation in different biological mimic environmental conditions. These studies can be helpful to study NSP6 (91-112) interactions with host proteins, where different protein conformation might play significant role. The present study adds up more information about NSP6 protein aspect, which could be exploited for its host protein interaction and pathogenesis. Graphical Abstract The schematic representation of NSP6 membrane topology and conformational dynamics of residue 91-112. The N-terminal and C-terminal are shown in cytoplasmic side based on the experimental evidence on coronaviruses reported by Oostra et al., 2008. The membrane anchoring domain are shown based on the TMHMM server prediction.