Ученые зафиксировали самый реалистичный взгляд на белок коронавируса

Ученые невероятно подробно изобразили белок коронавируса, создав наиболее реалистичное изображение белка в его естественном состоянии. Исследование, опубликованное в Quarterly Reviews Biophysics Discovery, позволяет ученым внимательно изучить полную структуру белка, который обеспечивает проникновение коронавирусов в клетки человека.

Белок-спайк, или S-белок, является одной из наиболее важных функциональных структур вирусной частицы SARS-CoV-2. Если вы когда-нибудь видели иллюстрацию вируса, он, скорее всего, будет выглядеть как сфера, покрытая выступающими частями, которые выглядят как шипы, выступающие из поверхности — именно здесь белок-шип получил свое название. Именно этот белок участвует в прикреплении к поверхности клеток человека и инициации инфекции. В частности, спайк представляет собой гликопротеин (белок, усеянный молекулами сахара), который связывается с рецептором ACE2 на поверхности клеток человека, предоставляя им доступ для воспроизводства и причинения разрушения в организме. Как видно ниже на GIF-изображении, спайк состоит из 3 молекул белка, каждая из которых изображена разным цветом.

Подобно тому, как спайковый белок является ключом к заражению коронавирусом, понимание структуры спайков является ключом к победе над ним. Все вакцины против SARS-CoV-2, включая вакцины Pfizer / BioTech и Moderna, предоставляют нашему организму «чертежи» белка-шипа, что позволяет иммунной системе найти способ победить его еще до того, как произойдет заражение — check Узнайте о прогрессе вакцинации с помощью нашего трекера вакцины COVID-19 для получения дополнительной информации.

Поскольку спайк так важен для победы над коронавирусом, точное картирование его структуры имеет решающее значение. Однако, как и для многих белков, визуализация структуры в высоком разрешении представляет собой сложную задачу — белки складываются для создания чрезвычайно сложных форм, и для большинства методов визуализации требуется, чтобы белок был взят из его естественного состояния и обработан до визуализации.

В этом исследовании ученые обратились к более современной технике микроскопии, называемой криогенной электронной микроскопией (Cryo-EM). Крио-ЭМ взяла штурмом область структурной биологии с возможностью быстро отображать белки на атомном уровне в их естественном состоянии. Замораживая образец белка до криогенных температур (от -180 градусов Цельсия до -269 градусов Цельсия), электроны могут загромождать образец и предоставлять исследователям подробное представление о белке. Это конкретное изображение имеет впечатляющее разрешение 3,4 Å, что примерно равно размеру нуклеотидов в нашей ДНК.

«Преимущество такого подхода в том, что когда вы очищаете спайковый белок и изучаете его изолированно, вы теряете важный биологический контекст: как он выглядит в интактной вирусной частице? Там, возможно, она могла бы иметь другую структуру », — сказал Вах Чиу, профессор Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США и Стэнфордского университета и старший автор исследования.

Важно отметить, что спайковый белок, изображенный в исследовании, не является SARS-CoV-2, а вместо этого является более умеренным родственником (HCoV-NL63), который все еще инфицирует человеческие клетки аналогичным образом.

С тех пор это изображение было использовано исследователями для картирования 3 новых участков, где молекулы сахара прикреплены к белку-шипу, называемому гликозилированием, которые важны для способности вирусов уклоняться от иммунной системы. Теперь они надеются и дальше использовать эту технологию для изучения шипового белка вируса, стоящего за COVID-19, хотя для этого требуются особые меры безопасности и сдерживания.

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*