Vedci v novej štúdii skúmali proteíny povrchových výbežkov koronavírusu, ktoré sú zodpovedné za prichytenie sa k ľudským bunkám. Ich modely môžu výrazne prispieť k vývoju liekov a vysvetleniu, prečo sa vírus tak efektívne šíri.

Od vypuknutia epidémie koronavírusu v Číne sa do výskumnej práce zapojilo množstvo vedcov z celého sveta. Denne sme tak svedkami nových štúdií, ktoré pomáhajú koronavírus SARS-CoV-2 lepšie pochopiť.

Ako informuje portál Science Alert, nová štúdia publikovaná a recenzovaná v žurnále Nature však môže zodpovedať viacero otázok, medzi ktorými je aj odpoveď na to, prečo sa koronavírus tak efektívne šíri.

Model, ktorý nám môže veľa povedať

Vedci z Univerzity v Minnesote sa zamerali na výskum proteínov povrchových výbežkov koronavírusu SARS-CoV-2, o ktorých vieme, že ich vírus používa na prichytenie sa k ľudským bunkám. Tím za použitia röntgenovej kryštalografie vytvoril 3D model, ktorý znázorňuje tieto proteínové výbežky a zároveň popisuje spôsob, akým sa viažu na ľudské bunky.

Zobraziť celú galériu (3)

Ukážka toho, ako sa proteíny výbežkov viažu na ľudské bunky. Na obr. a) kryštalická štruktúra chimérickéj doménu viažucej receptor RBD (azúrová farba) koronavírusu SARS-CoV-2 v komplexe s ľudským receptorom ACE2 (zelená farba). Na obrázku je tiež možné vidieť motív viažuci receptor RBM (zodpovedný za sprostredkovanie kontaktu s ľudským receptorom ACE2- purpurová farba), bočnú slučku v RBM (oranžová farba) a zinkový ión v receptore ACE2 (modrá farba). Obr. b) ukazuje porovnanie konformácií hrebeňov SARS-CoV-2 motívu RBM (fialová farba) a SARS-CoV motívu RBM (oranžová farba). Nature

Pre biológov a ostatných vedcov môže byť tento model veľmi užitočný. Umožňuje im totižto vizualizovať to, akým spôsobom malé mutácie v proteíne vytvárajú rôzne záhyby a hrebene. Tie potom doslova menia spôsob, akým sa častice koronavírusu viažu na ACE2 receptory v našich vlastných bunkách.

Zobraziť celú galériu (3)

Obr. c) Porovnanie konformácií hrebeňa z iného uhla pohľadu. V SARS-CoV je uvedený RBM motív prolín-prolín-alanín. V SARS-CoV-2 je v prípade motívu RBM uvedená novovytvorená vodíková väzba Phe486 a niektoré interakcie hrebeňa s N-koncovou skrutkovicou receptora ACE2. Zdroj: Nature

Tím vedcov tiež zistil, že kmeň koronavírusu SARS-CoV-2 má niekoľko mutácií, ktoré tvoria zvlášť kompaktný „hrebeň“ v povrchových výbežkoch koronavírusu. Tento hrebeň je dokonca kompaktnejší ako v prípade staršieho koronavírusu SARS. Mohlo by tak jednať o jeden z dôvodov, prečo sú ľudia tak náchylní na infikovanie novým koronavírusom, ktorý spôsobuje nákazu Covid-19.

„3D štruktúra [proteínov povrchových výbežkov] ukazuje, že v porovnaní s vírusom, ktorý spôsobil vypuknutie SARS v rokoch 2002-2003, vyvinul nový koronavírus nové stratégie väzby na ľudský receptor, čo malo za následok užšiu väzbu. Pevná väzba na ľudský receptor môže pomôcť vírusu infikovať ľudské bunky a šíriť sa medzi ľuďmi,“ povedal pre portál The Guardian Fang Li, člen tímu vedcov zodpovedných za štúdiu.

Vedci podporili hypotézu o šupinavcoch, ako medzičlánku, ktorý nakazil človeka

Vedci tiež skúmali podobné kmene koronavírusu u netopierov a šupinavcov, pričom zistili, že kmeň netopierov by musel prejsť množstvom mutácií, aby dospel k tvaru výbežkov, ktoré dobre zapadajú do ľudských ACE2 receptorov. Jeden konkrétny kmeň šupinavcov však vykázal lepšiu zhodu s ľudskými receptormi, čím sa trochu viac potvrdila hypotéza, že šupinavce by mohli byť medzičlánkom, ktorý koronavírus na človeka preniesol.

Zobraziť celú galériu (3)

Šupínavec čínsky, označovaný za ohrozený druh, s ktorým sa v Číne obchoduje hlavne kvôli jeho šupinám a mäsu. Zdroj: Wikipedia

Tím vedcov tiež dúfa, že ich nové modely pomôžu iným výskumným pracovníkom vyvinúť lieky alebo vakcíny proti vírusu.

„Naša práca môže viesť k vývoju monoklonálnych protilátok, ktoré by pôsobili ako liek na rozpoznanie a neutralizáciu receptorovej väzobnej časti proteínových výbežkov. Prípadne by časť proteínových výbežkov mohla byť základom vakcíny,“ uviedol Fang Li.