Шипы короны: анализ белков, которые коронавирусы используют для заражения клеток

Шиповидные гликопротеины дали коронавирусу его название. Эти молекулы выступают из вирусной оболочки, подобно шипам короны. Исследователи из Института биофизики Макса Планка во Франкфурте анализируют структуру этого белка. Они надеются выявить потенциальные мишени для антител и ингибиторов — важную предпосылку для разработки новых вакцин и препаратов против вируса SARS-CoV-2.

Коронавирусу нужен спайк-белок для заражения клетки. Белок связывается в основном с рецептором ACE2 на поверхности человеческих клеток. После этого вирус может слиться с клеточной мембраной и высвободить свой генетический материал в клетку.

Спайк-белок — это не только самое острое оружие вируса, но и его ахиллесова пята; его открытое положение делает его предпочтительной точкой атаки для иммунной системы. Антитела могут распознать вирус по его спайк-белку, связаться с ним и таким образом пометить его как цель для иммунных клеток. Однако у вируса есть ещё одна уловка. Сахарная оболочка скрывает консервативные части его спайк-белков от иммунных клеток.

Защитный щит из сахара

Поэтому исследователи из Макса Планка анализируют не только спайк-белок, но и защитный сахарный щит, и мембранную оболочку вируса. Они хотят выйти за рамки существующих статических структур, чтобы рассчитать, как спайк-белки движутся на поверхности вируса и как меняют свою форму — с точностью до размера атома.

Эти расчёты покажут мельчайшие детали структуры белка. Но они чрезвычайно сложны. «Нам нужна огромная вычислительная мощность суперкомпьютеров Общества Макса Планка», — объясняет Герхард Хаммер, директор Института биофизики Макса Планка.

С помощью своей динамической модели спайк-белка исследователи надеются идентифицировать домены связывания, к которым антитела могут надёжно присоединяться. Хаммер и его команда также надеются обнаружить сайты связывания для ингибиторов. Они планируют сравнить их со связывающими свойствами существующих лекарств с помощью компьютеров и таким образом выявить действующие вещества, способные блокировать спайк-белок. «Конечно, перепрофилирование уже имеющихся на рынке препаратов происходит гораздо быстрее, чем поиск новых действующих веществ и их тестирование в длительных клинических испытаниях», — говорит Хаммер.