20:07
Как остановить коронавирус: 3D атомная карта механизма репликации вируса COVID-19

Чтобы лучше понять, как ведет себя новый коронавирус и как его можно остановить, ученые составили трехмерную карту, которая показывает расположение каждого атома в молекуле фермента, критически важного для размножения SARS-CoV-2.

Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Риджа Министерства энергетики использовали рассеяние нейтронов для выявления ключевой информации, позволяющей повысить эффективность лекарственных ингибиторов, предназначенных для блокирования механизма репликации вируса. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Biological Chemistry.

Вирус SARS-CoV-2, вызывающий заболевание COVID-19, экспрессирует длинные цепочки белков, состоящие примерно из 1900 аминокислотных остатков. Для размножения вируса эти цепи должны быть расщеплены и разрезаны на более мелкие нити ферментом, называемым главной протеазой. Активный протеазный фермент образуется из двух одинаковых белковых молекул, удерживаемых вместе водородными связями. Разработка препарата, который подавляет или блокирует активность протеазы, предотвратит размножение вируса и распространение его на другие клетки организма.

“Эта новая информация-именно то, что нужно для разработки ингибиторов с более высокой степенью специфичности, гарантируя, что молекулы ингибитора связываются очень плотно с их предполагаемыми целями и отключают протеазу”, - сказал Андрей Ковалевский из ORNL, соответствующий автор.

Нейтронные эксперименты впервые показали, что участок, содержащий аминокислоты там, где белковые цепи разрезаются, они находятся в электрически заряженном реактивном состоянии, а не в состоянии покоя или нейтральности, вопреки ранее существовавшим представлениям. Во-вторых, они нанесли на карту расположение каждого атома водорода в тех местах, где ингибиторы будут связываться с ферментом протеазы, а также электрические заряды связанных аминокислот. В экспериментах также была показана вся сеть водородных связей между молекулами белка, которые удерживают фермент вместе и позволяют ему инициировать химический процесс разреза белковых цепей.

- Половина атомов в белках-это водород. Эти атомы являются ключевыми игроками в ферментативной функции и важны для того, как связываются лекарства”, - сказал Ковалевский. “Если мы не знаем, где находятся эти водороды и как распределяются электрические заряды внутри белка, мы не сможем разработать эффективные ингибиторы для фермента.”

Нейтронное исследование команды основывается на предыдущих исследованиях , опубликованных в журнале Nature Communications, создавая полную атомную структуру фермента протеазы. Исследователи также сделали свои данные общедоступными для научного сообщества до публикации обеих статей, чтобы ускорить решение проблемы глобальной пандемии.

Нейтроны являются идеальными зондами для изучения биологических структур, поскольку они неразрушающи и очень чувствительны к легким элементам, таким как водород. Эксперименты по рассеянию нейтронов проводились на высокоточном изотопном реакторе и источнике расщепляющихся нейтронов в ОРНЛ. Образцы белков были синтезированы в соседних помещениях Центра структурной молекулярной биологии.

“Возможно, это самая быстрая нейтронная структура из всех когда-либо созданных белков. Мы начали нейтронные эксперименты в мае, и в течение пяти месяцев мы получили и опубликовали наши результаты. На это обычно уходят годы”, - сказал корреспондент ОРНЛ Лейтон Коутс. - Эта работа демонстрирует, на что мы способны в Ок-Ридже. Здесь все было сделано от начала до конца. Белки были экспрессированы, очищены и кристаллизованы, и все данные были собраны и проанализированы на месте — полностью вертикально интегрированный подход.”

Теперь команда будет использовать вновь полученную информацию для изучения связывающих свойств кандидатов молекул лекарств для получения улучшенной терапии COVID-19.

“Это не только первый случай, когда кто-то получил нейтронную структуру белка коронавируса, но и первый случай, когда кто-то посмотрел на этот класс протеазных ферментов, использующих нейтроны”, - сказал Даниэль Неллер из ORNL, первый автор исследования. - Это выдающийся пример нейтронной кристаллографии, служащей обществу, когда оно в ней больше всего нуждается.”

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Насколько сильно наши гены ограничивают свободу воли?


Наши исследования показывают, что младенцы, вскармливаемые из бутылочки, могут потреблять миллионы микропластичных частиц


Новое исследование проливает свет на великое разделение Солнечной системы

Категория: Здоровье / Медицина / Любовь | Просмотров: 95 | Добавил: admin | Теги: рассеяние нейтронов, COVID-19, COVID, короновирус, каронавирус, 3D атомная карта механизма репликац, вакцина, ковид, коронавирус, кароновирус, фермент протеазы, КОВИД-19, Как остановить коронавирус, COVID19, размножение вируса, ковид19 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar