Abstract
A link between COVID-19 and heme-driven pathophysiology was recognized early due to SARS-CoV-2-induced autoimmune reactions leading to hemolysis. The accumulating heme has been shown to trigger inflammation and thrombosis. Moreover, heme-binding motifs were identified in the viral spike glycoprotein and protein 7a as well as in the host protein ACE2. Biophysical and in silico studies confirmed heme binding to these proteins, emphasizing the potential relevance of hemolysis in COVID-19.
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Literatur
Hopp MT, Imhof D (2021) Linking labile heme with thrombosis. J Clin Med 10: 427
Roumenina LT, Rayes J, Lacroix-Desmazes S et al. (2016) Heme: Modulator of plasma systems in hemolytic diseases. Trends Mol Med 22: 200–213
Humayun F, Domingo-Fernández D, Paul George AA et al. (2019) A computational approach for mapping heme biology in the context of hemolytic disorders. Front Bioeng Biotechnol 8: 74
Hopp MT, Alhanafi N, Paul George AA et al. (2021) Molecular insights and functional consequences of the interaction of heme with activated protein C. Antioxid Redox Signal 34: 32–48
Wißbrock A, Paul George AA, Brewitz HH et al. (2019) The molecular basis of transient heme-protein interactions: Analysis, concept and implementation. Bioscience Rep 39: BSR20181940
Syllwasschy BF, Beck MS, Družeta I et al. (2020) High-affinity binding and catalytic activity of His/Tyr-based sequences: Extending heme-regulatory motifs beyond CP. Biochim Biophys Acta–Gen Subj 1864: 129703
Rathod DC, Vaidya S, Hopp MT et al. (2023) Shapes and patterns of heme-binding motifs in mammalian heme-binding proteins. Biomolecules 13: 1031.
Paul George AA, Lacerda M, Syllwasschy BF et al. (2020) HeMoQuest: A webserver for qualitative prediction of transient heme binding to protein motifs. BMC Bioinformatics 21: 124
Assunção-Miranda I, Cruz-Oliveira C, Neris RLS et al. (2016) Inactivation of Dengue and Yellow Fever viruses by heme, cobalt-protoporphyrin IX and tin-protoporphyrin IX. J Appl Microbiol 120: 790–804
Neris RLS, Figueiredo CM, Higa LM et al. (2018) Co-protoporphyrin IX and Sn-protoporphyrin IX inactivate Zika, Chikungunya and other arboviruses by targeting the viral envelope. Sci Rep 8: 9805
Hopp MT, Domingo-Fernández D, Gadiya Y et al. (2021) Linking COVID-19 and heme-driven pathophysiologies: A combined computational-experimental approach. Biomolecules 11: 644
Hopp MT, Rathod DC, Imhof D (2022) Host and viral proteins involved in SARS-CoV-2 infection differentially bind heme. Protein Sci 31: e4451
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Danksagung
Wir bedanken uns bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (D.I.) und der Universität Bonn (Argelander Stipendium an M.-T.H. und STEP 4 Programm an D.I.) für die finanzielle Unterstützung.
Autorinnen
Marie-T. Hopp, 2012–2017 Studium der Chemie und Biologie an der Universität Koblenz-Landau, anschließende Promotion bis 2021 an der Universität Bonn. 2021–2023 PostDoc an der Universität Bonn. Seit 2023 Juniorprofessorin in der Abteilung Chemie am Institut für Integrierte Naturwissenschaften der Universität Koblenz.
Diana Imhof, 1990–1996 Chemie- und Biologiestudium an den Universitäten Jena und Dublin, Irland. Promotion bis 1999 in Jena. Von 1999–2005 PostDoc an den Universitätskliniken Leipzig und Jena sowie an der Ohio State University, Columbus, USA. 2005 Wechsel an das Zentrum für Molekulare Biomedizin der Universität Jena und Leitung einer Nachwuchsgruppe. 2011–2016 W2-Professorin am Pharmazeutischen Institut der Universität Bonn, dort seit 2016 als W3-Professorin.
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Hopp, MT., Imhof, D. Häm-Interaktionen an der Schnittstelle zwischen SARS-CoV-2 und Wirtszelle. Biospektrum 29, 625–628 (2023). https://doi.org/10.1007/s12268-023-2025-5
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DOI: https://doi.org/10.1007/s12268-023-2025-5