Les protéines Non-Structurales

a. La protéine NS1

NS1 est une glycoprotéine non-structurale multifonctionnelle d’un poids moléculaire de 46-55kDa suivant le statut de glycosylation (Lee et al., 1991; Post et al., 1991; Smith and Wright, 1985). Au cours de la synthèse de la polyprotéine, la région peptidique correspondant à NS1 est située dans le lumen du RE où des peptidases de la cellule hôte clivent les jonctions E/NS1 et NS1/NS2A (Falgout and Markoff, 1995). Après clivage, NS1, alors sous forme monomérique, subit des glycosylations dans le RE avant de former des homodimères (Fan and Mason, 1990).

La protéine NS1 existe sous de multiples formes oligomériques et est retrouvée à différentes localisations cellulaires : associée aux membranes internes de la cellule (mNS1) ou à la surface cellulaire (formes dimériques) (Fan and Mason, 1990; Schlesinger et al., 1990). La protéine NS1 présente également une forme hexamérique, riche en lipide, qui est sécrétée de la cellule infectée (sNS1) (Akey et al., 2014; Crooks et al., 1994; Gutsche et al., 2011; Post et al., 1991; Smith et al., 1970).

Au cours de l'infection par le WNV mais aussi chez l'ensemble du genre Flavivirus, la protéine non-structurale NS1 intracellulaire est requise pour la réplication de l'ARN viral

(Youn et al., 2013). Elle permet de stabiliser le complexe de réplication, situé au niveau du réticulum endoplasmique (RE) et constitué de l'ensemble des protéines non-structurales des

Flavivirus et de l’ARN viral (Mackenzie et al., 1996; Westaway et al., 1997). La protéine NS1 associée à la surface cellulaire ainsi que la forme sécrétée sont hautement immunogènes, induisant une importante production d’anticorps dirigés contre cet antigène (Akey et al., 2014; Avirutnan et al., 2007; Schlesinger et al., 1990; Sun et al., 2011). sNS1, est fortement impliquée à la fois dans l’évasion à la réponse immune de l’hôte mais aussi, paradoxalement,

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dans la dérégulation/sur-activation de celle-ci (Akey et al., 2015; Beatty et al., 2015; Crook et al., 2014; Macdonald et al., 2005; Mackenzie et al., 1996; Muller and Young, 2013; Watterson et al., 2016). Ainsi, sNS1 joue un rôle important dans la pathogenèse et la pathophysiologie lors d’une infection par le WNV ou d’autres Flavivirus.

Une forme plus longue de NS1, NS1’, est souvent détectée lors d’infections par les membres du sérocomplexe de l’encéphalite japonaise (Melian et al., 2009). NS1’ est le résultat d’un décalage ribosomique qui se produit en 5’ de NS2A, en aval d’une structure secondaire de l’ARN et cette protéine joue un rôle dans la réplication (peut substituer la fonction de NS1) et la neuroinvasion du WNV (Young et al., 2013).

La structure, les rôles et principales fonctions de NS1 et de sa forme sécrétée (sNS1) seront développés de manière plus exhaustive dans la partie II de cette synthèse.

b. Les protéines NS2A et NS2B

NS2A, une protéine hydrophobe membranaire de 22kDa, est impliquée dans l’assemblage des particules virales (Leung et al., 2008; Liu et al., 2003). Elle est aussi intégrée dans les complexes de réplication par interaction avec les protéines virales NS3 et NS5, ainsi qu’avec la région 3’ UTR de l’ARN viral (Mackenzie et al., 1998). Cette localisation met en avant une participation de NS2A dans la coordination entre la réplication de l’ARN viral et son incorporation dans la nucléocapside (Khromykh et al., 2001b). La protéine est formée suite au clivage cytosolique de NS2A/NS2B par le couple protéolytique NS2B/NS3. D’autres travaux ont pu mettre en évidence un rôle inhibiteur de la réponse interféron de type I par NS2A, ainsi qu’une participation dans l’apoptose induite au cours de l’infection virale (Liu et al., 2006; Melian et al., 2013).

NS2B est une petite protéine de 14kDa associée aux membranes du RE, au niveau des complexes de réplication, et est impliquée dans le recrutement des autres protéines virales

(Yu et al., 2013). Elle forme le précurseur sérine protéinase NS2B/NS3 et permet l’activation de la protéase virale NS3 entrainant le clivage au niveau de la polyprotéine entre ces deux partenaires (Clum et al., 1997; Condotta et al., 2010). NS2B agit donc comme un co-facteur de NS3 et de sa fonction protéasique.

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c. La protéine NS3

NS3 est une protéine multifonctionnelle de 70kDa impliquée dans la réplication et le clivage de la polyprotéine flavivirale. Au niveau de sa région N-terminale, NS3 porte un domaine d’activité sérine protéase. En région C-terminale, on retrouve des activités hélicase, NTPase et ATPase (Feito et al., 2008; Gorbalenya et al., 1989; Mastrangelo et al., 2007). NS3 est responsable du clivage protéolytique des jonctions NS2A/NS2B, NS2B/NS3, NS3/NS4A et NS4B/NS5 (Lindenbach et al., 2007). Cette fonction de NS3 est également impliquée dans la maturation des protéines C de capside et NS4A (Lin et al., 1993; Yamshchikov and Compans, 1994). La protéine NS3 possède également une activité RTPase (ARN triphosphatase) qui permet la déphosphorylation de la partie 5’ de l’ARN viral lors de la transcription, avant l’ajout de la coiffe (Wengler and Wengler, 1993). Enfin, la NS3 du WNV contribue à l’induction d’une mort cellulaire par apoptose via l’activation de la caspase 8 (Ramanathan et al., 2006). Ceci influe alors sur les effets cytopathiques produits au cours de l’infection par le virus.

d. Les protéines NS4A, 2K et NS4B

NS4A et NS4B sont des protéines hydrophobes de 16 et 27 kDa, séparées par le peptide 2K. NS4A est localisée au sein des complexes de réplication (Mackenzie et al., 1998), ce qui suppose un rôle dans la réplication de l’ARN. Le peptide 2K sert de séquence signal pour la translocation de NS4B dans la lumière du RE (Lin et al., 1993). Le clivage NS4A/2K/NS4B est nécessaire pour l’induction des réarrangements des membranes cytoplasmiques (formation de vésicules pour la réplication) par NS4A (Miller et al., 2007; Roosendaal et al., 2006). Le clivage à la jonction 2K/NS4B est assuré par la fonction sérine protéase de NS3 associée à NS2B en amont d’un peptide signal du domaine transmembranaire 2K (Lin et al., 1993). Le fragment 2K est impliqué dans la synthèse de l’ARN viral. En effet, une mutation au sein de ce peptide a démontré une résistance à un anti-viral (la lycorine) via l’augmentation de la vitesse de réplication (Zou et al., 2009). NS4B fait également partie du complexe de réplication viral (Miller et al., 2006). Elle co-localise avec NS3 et l’ARN double brin dans des structures membranaires dérivées du RE, lieu de la réplication virale (Westaway et al., 2002). Une mutation dans la partie C-terminale de NS4B réduisant la vitesse de réplication et la quantité d’ARN synthétisé, suggère que cette région

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de NS4B est critique pour la réplication virale (Puig-Basagoiti et al., 2007). NS4B est également impliquée dans l’échappement à la réponse immunitaire innée de l’hôte en inhibant la voie interféron de type I (Muñoz-Jordán et al., 2005; Wicker et al., 2012).

e. La protéine NS5

NS5, la plus grosse protéine du WNV d’un poids moléculaire de 103 kDa, est une protéine multifonctionnelle hautement conservée chez le genre Flavivirus (Zhou et al., 2007). NS5 est l’ARN polymérase-ARN-dépendante, nécessaire pour la réplication du génome viral au sein de complexes faisant intervenir des protéines d’origine à la fois virale et cellulaire (Chu and Westaway, 1987; Guyatt et al., 2001; Steffens et al., 1999; TAN et al., 1996). En interagissant avec NS3, la protéine NS5 a été identifiée comme étant un composant majeur des complexes de réplication de l’ARN viral. En plus de son rôle de polymérase, elle possède une activité methyltransférase (Zhao et al., 2015; Zhou et al., 2007). NS5 participe à l’évasion à la réponse innée de l’hôte en empêchant l’accumulation de la forme phosphorylée de STAT1 (pY-STAT1) et réprimant l’expression des gènes sous contrôle des interférons de type I (Laurent-Rolle et al., 2010; Lubick et al., 2015).