Учёные раскрыли механизм белка, блокирующего ВИЧ-инфекцию

Белок TRIM5α у макак-резусов эффективно обезвреживает частицы ВИЧ. Учёные из Чикагского университета объяснили, как работает этот иммунный белок, что также стало шагом вперёд в моделировании сборки сложных биологических белков.

"Эти белки совместно заключают капсид ВИЧ в гексагональную сеть и ограничивают вирусную активность", — сказал постдокторант и ведущий автор исследования Элвин Ю. Работа опубликована в Nature Communications.

Частью секрета оказались дефекты — нерегулярности в белковой решётке, которые дают TRIM5α гибкость, чтобы окружить капсид вируса любой формы.

Ю и профессор Грегори Фот использовали компьютерное моделирование ("coarse-graining"), чтобы понять физику процесса, не перегружая суперкомпьютеры расчётами для каждого атома.

Моделирование показало, что белок использует сложный "скачкообразный" механизм, постепенно накапливаясь на капсиде до достижения переломного момента. По мере роста решётки белки сжимаются так, что в ней появляются нерегулярности.

Эксперименты подтвердили модель. Ю предположил, что эти нерегулярности важны, чтобы TRIM5α мог адаптироваться к капсидам ВИЧ разной формы: "Капсиды ВИЧ значительно различаются по структуре, поэтому этим белкам тоже нужна способность приспосабливаться".

Также важна сила связывания белков друг с другом и с вирусом: "Сборка этой решётки — коллективное поведение, которое происходит только в очень определённом диапазоне силы взаимодействий".

Эти знания могут в будущем помочь в разработке методов лечения ВИЧ.

Как отметил Фот, работа важна и для вычислений: "Это большой шаг вперёд в технологиях компьютерного моделирования очень больших молекулярных систем. Она эффективно представляет более миллиарда атомов, чего невозможно сделать при полном атомном разрешении. В этом смысле это революция".