Os cientistas descobrem a oportunidade de interromper a dinâmica do SARS-CoV-2 e prevenir a transmissão do COVID-19

O SARS-CoV-2 usa sua proteína spike para se ligar à célula hospedeira.

modelo estrutural de SARS-CoV-2 O aumento da proteína à medida que o vírus se funde com as células hospedeiras humanas revela uma oportunidade de interromper a dinâmica e interromper a transmissão.

Os cientistas simularam a transição da estrutura da proteína SARS-CoV-2 desde o momento do reconhecimento da célula hospedeira até o momento de sua entrada, de acordo com um estudo publicado em 31 de agosto de 2021, em eLife.

A pesquisa mostra que a estrutura habilitada pelas moléculas de açúcar na proteína spike pode ser essencial para a entrada na célula e que interromper essa estrutura pode ser uma estratégia para impedir a transmissão do vírus.

Um aspecto essencial do ciclo de vida do SARS-CoV-2 é sua capacidade de se ligar às células do hospedeiro e transferir seu material genético. Ele consegue isso por meio de sua proteína espinhosa, que consiste em três componentes separados – o feixe transmembrana que ancora o pico ao vírus e duas subunidades S (S1 e S2) na parte externa do vírus. Para infectar uma célula humana, a subunidade S1 se liga a uma molécula na superfície das células humanas chamada ACE2, e a subunidade S2 separa e funde as membranas das células virais e humanas. Embora esse processo seja conhecido, a ordem exata em que ocorre ainda não foi descoberta. No entanto, a compreensão dos movimentos da escala de microssegundos e da escala atômica dessas estruturas de proteínas pode revelar alvos potenciais para COVID-19 tratamento ou tratamento.

A equipe do estudo explica que “a maioria das terapêuticas e vacinas do SARS-CoV-2 atuais têm se concentrado na etapa de reconhecimento ACE2 da invasão do vírus, mas uma estratégia alternativa é direcionar a mudança estrutural que permite que o vírus se integre com a célula hospedeira humana.” -Autor José N. Onuchic, Harry C & Olga K Wiess Professor de Física na Rice University, Houston, EUA, e codiretor do Center for Theoretical Biophysics. “Mas verificar experimentalmente essas estruturas transitórias é muito difícil, por isso usamos simulações de computador que são simplificadas o suficiente para investigar este grande sistema, mas preservam detalhes físicos suficientes para capturar a dinâmica da subunidade S2 conforme ela faz a transição entre a pré-fusão e a pós-fusão formulários. “

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A equipe estava particularmente interessada no papel das moléculas de açúcar em uma proteína chamada glicanos. Para descobrir se o número, tipo e posição dos glicanos desempenham um papel no estágio de fusão da membrana da entrada da célula viral, mediando essas configurações de pico intermediário, eles realizaram milhares de simulações usando todosmilho Modelo baseado em chassi. Esses modelos permitem prever o caminho dos átomos ao longo do tempo, levando em consideração as forças estáticas – ou seja, como os átomos vizinhos afetam o movimento de outros.

Simulações revelaram que os glicanos formam uma ‘gaiola’ prendendo a ‘cabeça’ da subunidade S2, fazendo com que pare imediatamente entre o momento em que se separa da subunidade S1 e o momento em que as membranas virais e celulares se fundem. Quando os glicanos não estavam presentes, a subunidade S2 passou muito menos tempo nesta conformação.

As simulações também indicam que a fixação da cabeça S2 em um locus específico ajuda a subunidade S2 a recrutar células hospedeiras humanas e se integrar com suas membranas, permitindo a extensão de proteínas curtas chamadas de peptídeos de fusão do vírus. Na verdade, a glicosilação de S2 aumentou significativamente a probabilidade do peptídeo de fusão se estender até a membrana da célula hospedeira, enquanto na ausência de glicanos havia apenas uma possibilidade marginal de isso ocorrer.

Nossas simulações indicam que os glicanos podem causar pausas durante o transporte de proteínas de pico. O co-autor Paul Whitford, Professor Associado do Centro de Biofísica Teórica e Departamento de Física da Northeastern University, Boston, EUA, conclui que isso fornece uma oportunidade importante para os peptídeos de fusão capturarem a célula hospedeira. “Na ausência de glicanos, é provável que a partícula viral não entre no hospedeiro. Nosso estudo revela como os glicanos podem controlar a infecção e fornece uma base para a investigação experimental dos fatores que influenciam a dinâmica desse patógeno circulante e mortal.”

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Referência: “Reorganização estereoconfinada da invasão celular de controle do pico da proteína SARS-CoV-2” por Esteban Dodeiro-Rojas, Jose N Unuchek e Paul Charles Whitford, 31 de agosto de 2021, disponível aqui. eLife.
DOI: 10.7554 / eLife.70362

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