Суперкомпьютер визуализировал механизм «взлома» клетки вирусом SARS-CoV-2
Механизм «взлома» человеческих клеток новым коронавирусом смоделирован учеными Калифорнийского университета в Сан-Диего. Результаты исследования опубликованы 19 августа в журнале Nature Chemistry.
В начале пандемии профессор химии и биохимии и старший автор нового исследования Ромми Амаро из Калифорнийского университета в Сан-Диего помогла разработать детальную визуализацию шипового белка SARS-CoV-2, который эффективно захватывается рецепторами наших клеток.
Теперь Амаро и ее коллеги-исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета Питтсбурга, Техасского университета в Остине, Колумбийского университета и Университета Висконсин-Милуоки обнаружили, как гликаны — молекулы, которые составляют сахарный остаток по краям шипового белка — действуют как шлюзы, через которые вирус проникает в клетку. Покрытие шипа из гликанов помогает обмануть иммунную систему человека, поскольку клетка принимает сахар.
«Мы раскрыли важный секрет того, как шип поражает клетки. Без этих ворот вирус в основном становится неспособным к заражению» — сказал Амаро.
Амаро считает, что обнаружение ворот клетки исследовательской группой открывает потенциальные возможности для новых терапевтических средств борьбы с инфекцией SARS-CoV-2. Если гликановые ворота могут быть фармакологически заблокированы в закрытом положении, то это эффективно предотвратит проникновение вируса и инфицирование.
Вычислительное моделирование процесса взлома клетки вирусом сначала проводилось на Comet в Суперкомпьютерном центре Сан-Диего в Калифорнийском университете в Сан-Диего, а затем на Longhorn в Техасском центре передовых вычислений в UT Austin. Вычислительная мощность предоставила исследователям визуализацию на атомарном уровне домена связывания рецептора шипового белка, или RBD, с более чем трехсот точек зрения.
«Мы действительно могли наблюдать за открытием и закрытием», — сказал Амаро. _«Одна из действительно крутых вещей, которую дают эти симуляции — возможность смотреть действительно подробные визуализации».
Исследования показали, что гликан N343 является стержнем, который поднимает RBD из положения «вниз» в положение «вверх», обеспечивая доступ к рецептору ACE2 клетки-хозяина. Исследователи описывают активацию гликана N343 как аналог механизма «молекулярного лома».
Предыдущие технологии, которые отображали эти структуры, изображали гликаны в статических открытых или закрытых положениях, что поначалу не вызывало особого интереса у ученых.
