В США проследили на атомарном уровне, как SARS-CoV-2 повреждает легкие
Москва. 8 июня. INTERFAX.RU - Ученые Брукхейвенской национальной лаборатории министерства энергетики США опубликовали первую детальную атомную модель белка оболочки SARS-CoV-2, связывающегося с человеческим белком, необходимым для поддержания слизистой оболочки легких.
Модель, показывающая, как взаимодействуют эти два белка, помогает объяснить, как вирус может вызвать обширное повреждение легких и выйти из них, чтобы заразить другие органы у особенно уязвимых пациентов с COVID-19.
"Полученные результаты могут ускорить поиск лекарств, блокирующих наиболее тяжелые последствия заболевания", - говорится в сообщении.
Ученые обнаружили детали и разработали молекулярную модель, используя один из новых криоэлектронных микроскопов в Лаборатории биомолекулярной структуры в Брукхейвене. Специалисты создали трехмерную карту, позволяющую увидеть, как отдельные компоненты белка сочетаются друг с другом.
Белок оболочки SARS-CoV-2 (Е-белок), который находится на внешней мембране вируса наряду с более известным спайковым белком коронавируса, помогает собирать новые вирусные частицы внутри инфицированных клеток.
Еще в начале пандемии было установлено, что он также играет решающую роль в захвате человеческих белков для облегчения высвобождения и передачи вируса.
Когда соединения клеток легких нарушаются, иммунные клетки пытаются исправить повреждение, высвобождая небольшие белки, называемые цитокинами. Этот иммунный ответ может усугубить ситуацию, вызвав массивное воспаление, вызывающее так называемый цитокиновый шторм и последующий острый респираторный дистресс-синдром.
Кроме того, поскольку повреждение ослабляет межклеточные связи, это может облегчить вирусам выход из легких и прохождение через кровоток, чтобы заразить другие органы, включая печень, почки и кровеносные сосуды.
Гидрофобный карман как "ахиллесова пята"
Ученые получили на атомном уровне подробные сведения о взаимодействии между белком оболочки коронавируса и белком соединения клеток легких человека под названием PALS1. Исследователи смогли добиться этого, смешав эти два белка вместе, быстро заморозив образец, а затем изучив замороженный образец с помощью криоэлектронного микроскопа.
"Мы можем видеть, как цепь аминокислот, которая составляет белок PALS1, складывается, чтобы сформировать три структурных компонента, или домена, и как гораздо меньшая цепь аминокислот, которая составляет белок E, помещается в гидрофобный карман между двумя из этих доменов", - отмечает соавтор исследования Цюнь Лю.
По мнению ученых, эта структура обеспечивает основу для моделирования молекулярной динамики и поиска лекарств или похожих на лекарства молекул, которые могли бы блокировать взаимодействие между вирусными и человеческими белками.
Понимание динамики этого взаимодействия белков также поможет ученым проследить, как эволюционируют вирусы, подобные SARS-CoV-2.