Silnější spirálovitý koronavirový protein vysvětluje rychlejší šíření variant COVID z Velké Británie, Jižní Afriky a Brazílie

Tento model ukazuje strukturu proteinu třídy v uzavřené konfiguraci, v jeho původní formě D614 (vlevo) a jeho mutované formě (G614). V mutovaném ušním proteinu smyčka 630 (červená) stabilizuje ucho, brání předčasnému otevření a zvyšuje infekčnost SARS-CoV-2. Uznání: Dr. Bing Chen, Boston Children’s Hospital

Studie kryo-EM ukazuje, jak strukturální změny ve variantách G614 stabilizují špičku.

Rychle se šířící varianty koronaviru ve Velké Británii, Jižní Africe a Brazílii vyvolávají obavy i otázku, zda COVID-19 vakcíny proti nim budou chránit. Nová práce vedená Dr. Bing Chenem z Bostonské dětské nemocnice analyzovala, jak se mění proteinová struktura spirálového viru koronaviru s mutací D614G – nesenou ve všech třech variantách – a ukázala, proč se tyto varianty mohou šířit rychleji. Tým oznámil svá zjištění Věda 16. března 2021

Chenův tým zobrazil vrcholy pomocí kryoelektronové mikroskopie (cryo-EM), která má rozlišení až na atomovou úroveň. Zjistili, že mutace D614G (substituce v jedné amino kyselina „Písmeno“ v genetickém kódu pro třídu proteinů) činí třídu stabilnější než originál SARS-CoV-2 virus. Ve výsledku je k dispozici více funkčních hrotů, které se mohou vázat na receptory ACE2 v našich buňkách, čímž se virus stává infekčnějším.

Zabránění změně tvaru hrotu

V původním koronaviru by se proteiny třídy vážily na receptor ACE2 a pak dramaticky změnily tvar a ohýbaly se k sobě. To umožnilo viru spojit membránu s membránami našich vlastních buněk a vstoupit. Jak však Chen a kolegové uvedli v červenci 2020, skoky by někdy předčasně změnily tvar a rozpadly se dříve, než by se virus mohl vázat na buňky. I když to virus zpomalilo, změna tvaru způsobila, že virus se také těžší udržel v našem imunitním systému.

“Protože by se původní třída proteinů oddělila, nebylo to dost dobré k vyvolání silné reakce neutralizujících protilátek,” říká Chen.

Když Chen a kolegové vyfotografovali mutovaný bleskový protein, zjistili, že mutace D614G stabilizovala třídu blokováním předčasné změny tvaru. Je zajímavé, že mutace také způsobí, že se třídy méně váží na ACE receptor, ale skutečnost, že tyto třídy jsou méně náchylné k předčasnému rozpadu, činí virus jako celek nakažlivějším.

“Řekněme, že původní virus má 100 bodů,” vysvětluje Chen. „Kvůli nestabilitě tvaru můžete mít funkční pouze 50 procent z nich. Ve verzích G614 můžete mít 90% funkčnost, takže i když se neváží, je pravděpodobnější, že budete mít infekci. “

Chen naznačuje, že přepracované vakcíny obsahují kód pro tuto třídu mutovaných proteinů. Stabilnější forma špiček by měla zvýšit pravděpodobnost, že jakákoli vakcína založená na špičkách (jako je vakcína Modern, Pfizer a Johnson & Johnson) vyvolá ochranné neutralizační protilátky, říká.

Budoucí směr: Lék na blokování vstupu koronaviru

Chen a jeho kolegové dále aplikují strukturní biologii, aby lépe pochopili, jak se SARS-CoV-2 váže na receptor ACE2, s ohledem na terapeuty, kteří zabraňují vstupu viru do našich buněk.

V lednu tým v časopise Nature Structural & Molecular Biology ukázal, že strukturálně vytvořený protein „návnady“ ACE2 váže virus 200krát silněji než tělo ACE2. Návnada silně inhibovala virus v buněčné kultuře, což naznačuje, že by mohlo jít o léčbu proti COVID-19. Chen nyní plánuje pokročit v této studii zvířecích modelů.

Chen je vedoucím vyšetřovatelem v novinách v Věda. Jun Zhang a Yongfei Cai z Dětského oddělení molekulární medicíny v Bostonu byli spoluautory. Spoluautoři byli Tianshu Xiao, Hanqin Peng, Sophia Rits-Volloch a Piotr Sliz z Boston Children’s; Jianming Lu z Codex BioSolutions, Inc., Sarah Sterling a Richard Walsh Jr. z Harvard Cryo-EM Center for Structural Biology (Harvard Medical School); a Haisun Zhu, Alec Woosley a Wei Yang z Harvardského lékařského institutu. Práce byla financována z National Institutes of Health (AI147884, AI147884-01A1S1, AI141002, AI127193), COVID-19 MassCPR Award a Emergent Ventures.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Objeven vzácný supravodič – může být rozhodující pro budoucnost kvantové práce na počítači

Výzkum vedený Kentem a laboratoří STFC Rutherford Appleton Laboratory vedl k objevu nového vzácného topologického supravodiče LaPt3P. Tento objev může mít velký význam pro...

Mimořádný příklad toho, jak voda a led mohou formovat zemi

29. května 2021 Jedna z největších delt na světě je pozoruhodným příkladem toho, jak voda a led mohou formovat pevninu. Delta Yukon-Kuskokswim je jednou z největších...

Prehistorický typ člověka, který byl dříve vědě neznámý

Statická lebka, dolní čelist a temenní pravopis. Fotografický kredit: Tel Avivská univerzita Dramatický objev během izraelských vykopávek Objev nové homo skupiny v této oblasti, která...

Jak vznikla supermasivní černá díra

Výzkum vedený Kalifornskou univerzitou, Riverside poukázal na semeno černé díry vytvořené zhroucením halo temné hmoty. Supermasivní černé díry neboli SMBH jsou černé díry s hmotností...

MIT dosahuje významného pokroku směrem k plné implementaci kvantového výpočtu

Nastavitelná spojka může zapnout a vypnout interakci qubit-qubit. Nežádoucí, zbytkové (ZZ) interakce mezi dvěma qubity jsou eliminovány použitím vyšších úrovní energie v konektoru....

Newsletter

Subscribe to stay updated.