В новом исследовании, опубликованном в журнале bioRxiv, ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали потенциальный препарат, который, по их мнению, может блокировать способность коронавирусов проникать в клетки человека.
Актуальность проблемы
Коронавирусы, в том числе SARS-CoV-2, который вызывает текущую вспышку COVID-19, имеют много белковых шипов, выходящих из вирусной оболочки.
Результаты научной работы
Потенциальный лекарственный препарат представляет собой короткий фрагмент белка или пептид, который имитирует белок, обнаруженный на поверхности клеток человека. Исследователи показали, что пептид может связываться с вирусным белком, который коронавирусы используют для проникновения в клетки человека, потенциально обезвреживая его.
Исследования SARS-CoV-2 также показали, что специфическая область белкового шипа, известная как домен, связывается с рецептором, называемым ангиотензин-превращающим ферментом 2 (АПФ2). Этот рецептор находится на поверхности многих клеток человека, в том числе и в легких. Рецептор АПФ2 также является точкой входа, используемой коронавирусом, который вызвал вспышку атипичной пневмонии 2002-2003 гг.
В надежде на разработку лекарственных препаратов, которые могли бы блокировать проникновение вируса, автор исследования Брэд Пентелюте (Brad Pentelute) выполнил компьютерное моделирование взаимодействий между рецептором АПФ2 и доменом связывания рецептора белка спонта коронавируса. С помощью моделирования ученые обнаружили место, где рецептор-связывающий домен присоединяется к рецептору АПФ2 – отрезку белка АПФ2, который образует структуру, называемую альфа-спиралью.
«Этот тип моделирования может дать нам представление о том, как атомы и биомолекулы взаимодействуют друг с другом и какие части необходимы для этого взаимодействия», – объясняет Брэд Пентелюте. «Молекулярная динамика помогает нам сузить конкретные области, на которых мы хотим сосредоточиться при разработке терапии».
Затем ученые использовали технологию синтеза пептидов для быстрого генерирования пептида из 23 аминокислот с той же последовательностью, что и альфа-спираль рецептора ACE2. Их настольный аппарат для синтеза пептидов на основе потока может образовывать связи между аминокислотами, строительными блоками белков примерно за 37 секунд, и для генерации полных пептидных молекул, содержащих до 50 аминокислот, требуется менее часа.
«Мы создали эти платформы для действительно быстрого оборота, поэтому я думаю, что именно поэтому мы сейчас находимся на этом этапе», – добавляет Пентелюте.
Ученые также синтезировали более короткую последовательность, состоящую только из 12 аминокислот, обнаруженных в альфа-спирали, а затем протестировали оба пептида с использованием оборудования в Центре биофизической аппаратуры Массачусетского технологического института (MIT’s Biophysical Instrumentation Facility), которое может измерить, насколько сильно 2 молекулы связываются вместе.
Авторы другого исследования заявили, что пандемия коронавируса может распространяться волнами.
