Ее изучение позволит вирусологам лучше
понять механизм работы вируса и создать новые методы борьбы с инфекцией.
© Петр Ковалев / ТАСС.
Исследователи из России подготовили
первую детальную трехмерную модель той части S-белка коронавируса, которая
расположена внутри мембраны SARS-CoV-2. Ее изучение позволит вирусологам лучше
понять механизм работы вируса и создать новые методы борьбы с инфекцией,
сообщила в среду пресс-служба НИУ ВШЭ.
«На сегодняшний день это единственная
плотно упакованная, стабильная модель трансмембранного домена (ТМ) S-белка. С
помощью коллег из лабораторий Института биоорганической химии РАН мы будем
рассматривать структурно-динамическое поведение ТМ-доменов уже в ходе
экспериментов. Это важно для понимания роли ТМ- и примембранных участков в
процессе слияния и передачи генетической информации», – пояснил профессор
департамента прикладной математики МИЭМ НИУ ВШЭ Роман Ефремов, чьи
слова приводит пресс-служба вуза.
Коронавирус SARS-CoV-2 проникает в клетки человека и
других млекопитающих, используя молекулы белка ACE2, покрывающие определенные
типы клеток альвеол легких и других органов тела. Ключевую роль в этом процессе
играет так называемый S-белок, шипообразный вырост на поверхности мембраны
вируса. Большинство существующих вакцин атакует именно эту часть патогена.
Как отмечают профессор Ефремов и
его коллеги, молекулярные биологи давно расшифровали внешнюю часть S-белка,
непосредственно взаимодействующую с рецепторами ACE2, однако структура его
внутренней части, так называемого трансмембранного домена, оставалась загадкой
для исследователей. Это связано с тем, что она встроена внутрь оболочки
коронавируса и непрерывно взаимодействует с ней.
Трехмерная модель белка коронавируса
«Экспериментальными методами тяжело
воссоздать структуру белка, если в нем есть участки, связанные с мембраной. Как
только вы извлекаете трансмембранный домен из его природного мембранного
окружения, он теряет пространственную структуру, и уже нельзя понять, как
именно молекула организована в своем функционально активном состоянии», –
пояснил профессор Ефремов.
Для решения этой проблемы российские ученые
использовали разработанный ими алгоритм, который позволил им составить
полноценную модель трансмембранного домена S-белка. Для этого программа
сопоставила одномерную структуру «ножки» S-белка с тем, как устроены уже
изученные трансмембранные домены других белков, и отобрала те из них, которые
были наиболее похожи на пептид коронавируса.
Используя эти данные в качестве основы, ученые
скорректировали эти модели с учетом особенностей в структуре S-белка и того,
как связываются друг с другом цепочки аминокислот, из которых состоит
трансмембранный домен. Последующие численные расчеты подтвердили стабильность
модели «ножки» S-белка, встроенной в виртуальный аналог мембраны вируса, и
указали на ее пригодность для использования в исследованиях свойств
коронавируса.
Как надеются ученые, их разработка позволит создать
новые лекарства от коронавирусной инфекции, а также более детально изучить то,
как именно SARS-CoV-2 проникает в человеческие клетки. В свою очередь,
созданный профессором Ефремовым и его коллегами алгоритм можно
применять для получения аналогичных данных для других вирусных белков, а также
человеческих пептидов, встроенных в мембраны клетки.
Источник: ТАСС.