フーリン (タンパク質)
SARS-CoV-2を含むコロナウイルスは、エンベロープ上の糖タンパク質であるスパイクタンパク質(Sタンパク質)によって、ヒト宿主細胞の細胞膜表面のACE2受容体と結合し、細胞膜と融合して感染する。
コロナウイルスのSタンパク質は、大きく分けてS1、S2という2つのサブユニットでできており、S1はACE2受容体との結合を、S2は宿主細胞膜との融合を担っている。Sタンパク質は宿主細胞内で合成された直後は1つの連続したタンパク質であるが、次の宿主細胞に感染するためには、どこかのタイミングで、S1サブユニットとS2サブユニットの境界であるS1/S2と、S2内部にあるS2'という2箇所の部位が、宿主の持つプロテアーゼによって開裂される必要があると考えられている。
SARS-CoV-2の際立った特徴の一つは、S1/S2部位に、SARS-CoVを含む近縁のコロナウイルスにはみられない4つのアミノ酸配列 [PRRA] の挿入が見られることである。これによって境界部位のアミノ酸配列はS[PRRA]R↓SVASになっており、宿主細胞内でSタンパク質が合成された後、宿主細胞外へウイルスとして放出されるまでの間に、フーリンまたは類似したプロテアーゼにより、S1/S2部位の開裂を受けると考えられている。
この研究によれば、感染細胞から放出される娘ウイルスのS1/S2開裂率は、SARS-CoVが1.4%、SARS-CoV-2野生型が87.3%、ΔPRRA変異株が33.1%であり、ΔPRRA変異株では [PRRA] 以外にS1/S2開裂を促進する機構があると考えられた。ウイルス価をベースとした感染力の比較では、野生型がΔPRRA変異株に対して約10倍感染力が高いことが示された。
2021年8月1日に発表された、米議会下院外交委員会・共和党議員団による報告書"THE ORIGIN OF COVID-19: An Investigation of the Wuhan Institute of Virology" では、このテキサス大学を中心とする研究を引用し、さらに他の状況証拠を示して、SARS-CoV-2は、中国武漢ウイルス研究所で、コウモリを宿主とするコロナウイルス RaTG13 をソースとして、 [PRRA] の挿入やその他の遺伝子改変を行って、人為的に創り出されたウイルスであると主張している。
その遺伝子によってコードされるタンパク質は、酵素であり、サブチリシン様プロタンパク質転換酵素ファミリーに属する。このファミリーを構成するタンパク質は、活性がないタンパク質前駆体を生物学的に活性のある産物に加工するプロタンパク質転換酵素である。このコードされたタンパク質はカルシウム依存セリンエンドプロテアーゼであり、活性部位の対となる塩基性アミノ酸のところでタンパク質前駆体を効率的に切断する。その基質には、プロ副甲状腺ホルモン、形質転換増殖因ベータ1前駆体、プロアルブミン、プロβ-セクレターゼ、membrane type-1 matrixメタロプロテイナーゼ、プロ神経成長因子 βサブユニットおよびフォン・ヴィレブランド因子がある。フーリン様プロタンパク質転換酵素は原発性ヘモクロマトーシスと呼ばれる深刻な鉄の過剰蓄積に関係しているHJV(Hemojuvelin、RGMcとも呼ばれる)の加工に関わるとされてきた。GanzのグループとRotweinのグループは、フーリン様プロタンパク質転換酵素(PPC)が50 kDaのRGMcを保存されたポリ塩基性のRNRR部位をもつ40 kDのカルボキシル末端が切れタンパク質へ変換することを示した。これは、齧歯類とヒトの血液で見つかる可溶性タイプのHJV/hemojuvelin(s-hemojuvelin)が作られる機構を示唆する。