18:32 2023-05-30
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Vizualizat proces esențial pentru replicarea virală SARS-CoV-2
_ Proces esențial pentru SARS-CoV Replicarea virală -2 vizualizată
În timpul replicării virusului SARS-CoV-2, un șir lung de proteine conectate este scindat în proteine individuale. Acest proces este întrerupt de un medicament aprobat de FDA pentru tratarea COVID-19; cu toate acestea, detaliile mecaniciste ale acestui proces de clivaj sunt încă neclare. Acum, o echipă condusă de cercetători de la Penn State a produs cele mai detaliate imagini de până acum ale acestui proces, dezvăluind că aceste proteine sunt scindate într-o ordine consecventă, probabil dictată de structura șirului de proteine.
< /p>
Rezultatele, publicate într-o lucrare apărută în Journal of Biological Chemistry, ar putea sprijini dezvoltarea unor medicamente mai eficiente pentru tratarea COVID-19.
Retrovirusuri și multe alte viruși ARN, inclusiv SARS-CoV-2 - își traduc genomul ARN într-un șir lung de proteine conectate numit poliproteină. Această poliproteină este ulterior scindată una câte una în proteine individuale mature de către o enzimă numită protează.
Acest proces este un pas esențial în replicarea virusului și, prin urmare, este o țintă ideală a medicamentelor antivirale. De exemplu, medicamentul Paxlovid, care a fost aprobat pentru utilizare de urgență pentru a trata COVID-19 ușor până la moderat, conține un inhibitor de protează numit nirmatrelvir care interferează cu acest proces în virusul SARS-CoV-2 în celulele umane infectate.< /p>
„Virusul SARS-COV-2 folosește o protează numită Mpro pentru a scinda o poliproteină în 10 proteine individuale într-o ordine specifică”, a spus Katsuhiko Murakami, profesor de biochimie și biologie moleculară la Penn State și autor al lucrării. lucrarea.
„Dar modul în care se determină această ordine a rămas neclar. De ce merge Mpro mai întâi la un loc de recunoaștere în locul celorlalte? În acest studiu, am folosit microscopia crio-electronică pentru a produce 3D de înaltă rezoluție. vizualizări ale Mpro singur și în complex cu poliproteina. O mai bună înțelegere a modului în care are loc acest proces de scindare ar putea oferi informații pentru a optimiza legarea unui medicament antiviral sau chiar dezvăluie noi modalități de a inhiba procesul."
Studii anterioare utilizate. o tehnică de imagistică numită cristalografie cu raze X pentru a investiga Mpro pe cont propriu sau în timp ce este atașat la un segment foarte scurt al poliproteinei. Cu toate acestea, echipa de cercetare a dorit să studieze Mpro în context, cu o formă mult mai reprezentativă a poliproteinei și la o rezoluție mai mare.
„O limitare a studiilor anterioare a fost că foloseau doar o mică peptidă pentru a imita. poliproteina”, a spus Manju Narwal, cercetător postdoctoral la Penn State și primul autor al lucrării. „Am vrut o vedere mai clară a modului în care Mpro abordează diferitele site-uri de recunoaștere de pe poliproteină pentru a vedea dacă există ceva despre Mpro sau poliproteina care dictează unde merge mai întâi.”
Cercetătorii au descoperit că Mpro se asociază cu locul de recunoaștere la locul de clivaj, dar face foarte puțin contact cu restul poliproteinei. Potrivit cercetătorilor, acest lucru sugerează că structura poliproteică poate dicta ce loc Mpro scindează primul.
„Dacă Mpro a condus procesul, selectând un site de recunoaștere preferat din toate posibilitățile expuse, ne-am aștepta la acesta. pentru a face contacte suplimentare cu poliproteina din motive legate de energie și stabilitate”, a spus Narwal.
„Deoarece nu vedem acele contacte suplimentare, bănuim că structura poliproteinei poate dicta în schimb ordinea de clivaj. De exemplu, doar un număr limitat de situsuri de recunoaștere din poliproteină poate fi accesibil pentru Mpro. Când prima proteină este scindată de Mpro și se separă de restul poliproteinei, următorul situs preferat este expus. Apoi, odată ce acesta este scindat , dezvăluie altul și așa mai departe."
Aceste noi perspective au fost posibile deoarece cercetătorii au folosit microscopia crio-electronică (cryo-EM), o tehnică de imagistică care produce structuri biomoleculare cu rezoluție atomică.
„Din cauza importanței Mpro , cercetători din întreaga lume au produs rapid sute de imagini ale proteazei folosind cristalografia cu raze X, care este foarte potrivită pentru investigarea structurilor țintelor mai mici”, a declarat Jean-Paul Armache, profesor asistent de biochimie și biologie moleculară la Penn State și un autor al lucrării.
„Cryo-EM este o tehnică mai des aplicată moleculelor mai mari, dar Mpro, chiar și atunci când este legat de poliproteină, este încă destul de mic, ceea ce poate face mai dificilă determinarea structură la rezoluție înaltă. În ciuda dimensiunii mici, ne-am putut concentra pe Mpro folosind cryo-EM datorită unei combinații dintre pregătirea atentă a probei de către Manju, abilitățile microscopistului și co-autorului nostru cryo-EM, Thomas Edwards și modern tehnici de prelucrare a datelor.”
Echipa de cercetare și-a efectuat experimentele inițiale cu instrumente la Institutul Penn State Huck din cadrul Facilității Cryo-EM de Științe Vieții și a continuat cu imagini suplimentare la Institutul Național al Cancerului National Cryo. -EM Facility din Frederick, Maryland.
„Deși am determinat o imagine clară a Mpro atunci când este legat de poliproteină, imaginea poliproteinei în sine a fost mai puțin clară”, a spus Murakami. „Lucrăm să vizualizăm întregul complex și să ne concentrăm asupra altor regiuni ale poliproteinei. Aceste perspective vor sprijini cercetările viitoare privind acest pas critic în replicarea multor viruși și, sperăm, vor sprijini în cele din urmă crearea de noi antivirale eficiente. droguri.”
Comentarii:
Adauga Comentariu