ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Создана первая детальная модель "ножки" S-белка коронавируса

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 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 на 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.

По материалам сайта ТАСС