Откриха „вратата“ която се отваря пред SARS-CoV-2, за да навлезе в клетките (видео)
Екип от учени, начело с Роми Амаро (Rommie Amaro)*, заедно с изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего, Университета в Питсбърг, Тексаския университет в Остин, Колумбийския университет и Университета на Уисконсин-Милуоки, са стигнали до откритието, че гликаните (молекули, образуващи захарен остатък по краищата на шиповия протеин) действат като входна врата за навлизането на SARS-CoV-2 в клетките. На това се спира статия, публикувана на 19 август, в списание Nature Chemistry.
„По същество разбрахме как шипът всъщност отваря (човешката клетка) и заразява“, разказва Амаро, професор по химия и биохимия и водещ автор на новото изследване. „Открихме важна тайна на шипа в начина, по който заразява клетките. Без тази порта вирусът по същество е неспособен да зарази“.
Симулациите, управлявани от суперкомпютри, изобразяват гликана N343 (в магента – лилаво-червен цвят), действа като молекулен лост, за да отвори рецепторния свързващ домейн на SARS-CoV-2 или RBD (циан – синьо-зелен) от позиция „надолу“ до „нагоре“. Кредит: Terra Sztain, Surl-Hee Ahn, Lorenzo Casalino (Amaro Lab, UC San Diego)
Амаро смята, че откритието дава потенциални възможности за нови терапевтични средства за противодействие на инфекцията с SARS-CoV-2. Ако гликановата „врата“ бъде „заключена“ фармакологично, това ще предотврати отварянето ѝ за навлизане на вирус и инфекцията.
Покривайки шипа, гликаните спомагат да се „заблуди“ имунната система на човека, тъй като се проявява като нищо повече от захарен остатък. По-старите технологии, изобразяващи тези структури, показваха гликаните в статични – отворени или затворени позиции – които първоначално не предизвикаха интерес за обстойно проучване от страна на учените. По-късно суперкомпютърните симулации позволиха на изследователите да разработят динамични симулации, които разкриват, че гликановите врати се активират от една позиция на друга, предлагайки важна част от историята на инфекцията.
„Всъщност успяхме да наблюдаваме отварянето и затварянето“, разказва Амаро. „Това е едно от наистина хубавите неща, които тези симулации ни дават – възможността да видим наистина детайлни филми. Когато ги гледаме, осъзнаваме, че виждаме нещо, което иначе бихме пренебрегнали“.
„Стандартните техники биха изисквали години, за да се симулира този процес на отваряне, но с усъвършенстваните инструменти за симулация на на моята лаборатория успяхме да уловим процеса само за 45 дни“, обяснява съавторът Лилиан Чонг (Lillian Chong) от Университета в Питсбърг.
Гликановата порта се отваря: Симулациите, управлявани от суперкомпютър, изобразяват гликана N343 (в магента), действащ като молекулен лост, за да отвори рецепторния свързващ домейн на SARS-CoV-2 или RBD (циан), от позиция „надолу“ до „нагоре“. Кредит: Terra Sztain, Surl-Hee Ahn, Lorenzo Casalino (Amaro Lab, UC San Diego)
За първи път дигиталните симулации са проведени на системата Comet в суперкомпютърния център на Калифорнийския университет в Сан Диего, а по-късно на Longhorn в Texas Advanced Computing Center в Тексаския университет в Остин. Тази изчислителна мощ осигурява на изследователите поглед на атомно ниво на рецептор-свързващият домейн (RBD) на шиповия протеин от повече от 300 гледни точки. Изследванията разкриват гликан „N343“ като свързващ елемент, който поставя RBD от позиция „надолу“ до „нагоре“, за да позволи достъп до ACE2 рецептора на клетката гостоприемник. Изследователите описват активирането на N343 гликан като подобно на „молекулен лост“.
Вариант Делта – тройният мутант, който стана повод за безспокойство
Джейсън Маклелан (Jason McLellan), доцент по молекулярна биология в Тексаския университет в Остин и неговият екип създават варианти на шиповия протеин и тестват как липсата на гликанова порта влияе върху способността на RBD да се отваря.
Коронавирусът все още не е разгърнал целия си потенциал, какво още ни предстои
„TACC играе важна роля в нашата работа от 2004 г. насам, като осигурява XSEDE финансиране за изследователски проекти по молекулярна динамика в областта на биоинженерството и клетъчната биология“, каза Амаро. „За COVID-19, Frontera и Longhorn играят важна роля в нашето напълно атомно моделиране на протеина с шипове SARS-CoV-2, водещ до целия вирион.“
„Ние показахме, че без тази врата RBD на шиповия протеин не може да стане необходимата конформация, за да се инфектират клетките“, заявява Маклелан.
––––––––––––––––––––––––––
Източник: Researchers discover hidden SARS-CoV-2 ‘gate’ that opens to allow COVID infection
University of California – San Diego
Роми Амаро – професор и ръководител на катедрата по химия и биохимия, Департамент по биохимия и физика, Департамент по химия и биохимия, Калифорнийски университет, Сан Диего,
Директор на Консорциума на видимите молекулярни клетки на Калифорния, Университет в Сан Диего
Образование: 2005 г. докторска степен, химия, Университет на Илинойс в Urbana-Champaign
1999 г. Бакалавър по химическо инженерство, Университет на Илинойс в Urbana-Champaign. Научнитете ѝ интереси са свързани с разработването и прилагането на съвременни изчислителни и теоретични методи за изследване на структурата, функцията и динамиката на сложните биологични системи. На пресечната точка на химията, биологията, физиката и фармакологията, нашите изследвания комбинират както приложни, така и фундаментални научни компоненти с цел изграждане на мост между фундаментални и клинични изследвания. Фундаменталните ензимологични изследвания и открития на лекарства са тясно свързани с широк спектър от биохимични и биофизични експерименти, които ни позволяват да участваме в динамично и вълнуващо сътрудничество с различни експериментални лаборатории.
П. Панайотова
5 Отговори
[…] Откриха „вратата“ която се отваря пред SARS-CoV-2, за да на… […]
[…] Откриха „вратата“ която се отваря пред SARS-CoV-2, за да на… […]
[…] Откриха „вратата“ която се отваря пред SARS-CoV-2, за да на… […]
[…] Откриха „вратата“ която се отваря пред SARS-CoV-2, за да на… […]
[…] Откриха „вратата“ която се отваря пред SARS-CoV-2, за да на… […]