Preparation and Crystallographic Analysis of a Complex of SARS-CoV-2 S-Protein Receptor-Binding Domain with a Virus-Neutralizing Nanoantibody

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Coronavirus SARS-CoV-2 was the cause of global pandemic COVID-19 that has claimed millions of lives around the world. One of the approaches to the therapy of severe forms of COVID-19 is based on the use of virus-neutralizing antibodies against the receptor-binding domain (RBD) of the virus spike glycoprotein (S). Detailed structural data on particular epitopes recognized by these virus-neutralizing antibodies is an important aspect of the improvement of available antibodies in order to extend the range of recognized virus strains. A stoichiometric complex of the virus-neutralizing single-domain antibody P2C5 and the glycosylated form of SARS-CoV-2 S protein RBD was obtained. Despite numerous conditions in which the crystal growth of the complex was observed, these crystals showed poor diffraction, apparently because of heterogeneity associated with the glycosylation of RBD. With the aim of improving the crystal quality, deglycosylase PNGase F was produced in a bacterial expression system and deglycosylation of RBD was performed. Despite low solubility of the deglycosylated form of RBD, it retains the ability to bind to the nanoantibody P2C5, resulting in the formation of a stable heterodimeric complex during gel filtration. The crystals of this complex were obtained. They showed diffraction to a similar resolution of ~4 Å on a laboratory X-ray diffractometer and at a synchrotron radiation source. The symmetry space group, the unit cell parameters of the crystal, and its protein composition were determined.

About the authors

K. M. Boyko

Bach Institute of Biochemistry, Federal Research Centre “Fundamentals of Biotechnology,” Russian Academy of Sciences, 119071, Moscow, Russia

Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

L. A. Varfolomeeva

Bach Institute of Biochemistry, Federal Research Centre “Fundamentals of Biotechnology,” Russian Academy of Sciences, 119071, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

N. A. Egorkin

Bach Institute of Biochemistry, Federal Research Centre “Fundamentals of Biotechnology,” Russian Academy of Sciences, 119071, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

M. E. Minyaev

Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: mminyaev@ioc.ac.ru
Россия, Москва

I. A. Alekseeva

Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

I. A. Favorskaya

Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

E. I. Ryabova

Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

V. V. Prokofiev

Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

I. B. Esmagambetov

Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

D. V. Shcheblyakov

Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

D. Yu. Logunov

Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

A. L. Gintsburg

FSBI National Research Centre for Epidemiology and Microbiology named after the honorary academician N.F. Gamaleya of the Ministry of Health of Russia

Email: gintsburg@gamaleya.org
ORCID iD: 0000-0003-1769-5059

Gintsburg, Alexander Leonidovich - Ph.D., D.Sci. (Biol.), Academician of RAS, Director-in-chief.

123098, Moscow

Russian Federation, Россия, Москва

V. O. Popov

Bach Institute of Biochemistry, Federal Research Centre “Fundamentals of Biotechnology,” Russian Academy of Sciences, 119071, Moscow, Russia

Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва

N. N. Sluchanko

Bach Institute of Biochemistry, Federal Research Centre “Fundamentals of Biotechnology,” Russian Academy of Sciences, 119071, Moscow, Russia; Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation, 123098, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: nikolai.sluchanko@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

References

  1. Meo S.A., Bukhari I.A., Akram J. et al. // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2021. V. 25 (3). P. 1663. https://doi.org/10.26355/eurrev_202102_24877
  2. Kevinkumar K., Parmar D., Mendiratta S.K. et al. // Clin Infect Dis. 2021. V. 73 (9). P. e2722. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa779
  3. Hammitt L.L., Dagan R., Yuan Y. et al. // N. Engl. J. Med. 2022. V. 386 (9). P. 837. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2110275
  4. Mulangu S., Dodd L.E., Davey R.T.Jr. et al. // N. Engl. J. Med. 2019. V. 381 (24). P. 2293. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1910993
  5. Komori M., Nogimori T., Morey A.L. et al. // Nat. Commun. 2023. V. 14 (1). P. 2810. https://doi.org/10.1038/s41467-023-38457-x
  6. Piccoli L., Park Y.-J., Tortorici M.A. et al. // Cell. 2020. V. 183 (4). P. 1024. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.037
  7. Favorskaya I.A., Shcheblyakov D.V., Esmagambetov I.B. et al. // Front. Immunol. 2022. V. 13. P. 822159. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.822159
  8. Esmagambetov I.B., Ryabova E.I., Derkaev A.A. et al. // Front. Immunol. 2023. V. 14. P. 1129245. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1129245
  9. Деркаев А.А., Рябова Е.И., Прокофьев В.В. и др. // БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2023. Т. 23 (1). С. 76. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2022-450
  10. Evans P.R., Murshudov G.N. // Acta Cryst. D. 2013. V. 69 (Pt 7). P. 1204. https://doi.org/10.1107/S0907444913000061
  11. Winter G., Waterman D.G., Parkhurst J.M. et al. // Acta Cryst. D. 2018. V. 74 (Pt 2). P. 85. https://doi.org/10.1107/S2059798317017235
  12. Winn M.D., Ballard C.C., Cowtan K.D. et al. // Acta Cryst. D. 2011. V. 67. P. 235. https://doi.org/10.1107/S0907444910045749
  13. Mesters J.R., Hilgenfeld R. // Cryst. Growth Des. 2007. V. 7 (11). P. 2251. https://doi.org/10.1021/cg7006843
  14. Jumper J., Evans R., Pritzel A. et al. // Nature. 2021. V. 596 (7873). P. 583. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03819-2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (105KB)
Indexing metadata
3.

Download (347KB)
Indexing metadata
4.

Download (311KB)
Indexing metadata
5.

Download (539KB)
Indexing metadata
6.

Download (4MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».