Химики определили структуру ключевого белка коронавируса

Химики из MIT определили молекулярную структуру белка вируса SARS-CoV-2. Этот белок, называемый белок оболочки E, формирует катион-селективный канал и играет ключевую роль в способности вируса к репликации и стимуляции воспалительного ответа клетки-хозяина.

Если исследователи смогут разработать способы блокировки этого канала, это может снизить патогенность вируса и помешать его репликации. В данном исследовании изучались сайты связывания двух препаратов, блокирующих канал, но они связываются лишь слабо и не являются эффективными ингибиторами.

Наши данные могут быть полезны медицинским химикам для разработки альтернативных малых молекул, нацеленных на этот канал с высокой аффинностью, — говорит старший автор исследования.

Структурные задачи

Лаборатория специализируется на изучении структур белков, встроенных в клеточные мембраны, с помощью ЯМР-спектроскопии. Опыт работы с аналогичным белком вируса гриппа, M2 протонным каналом, оказался полезен для изучения белка E SARS-CoV-2.

Исследователям удалось клонировать и очистить белок E за 2,5 месяца. Для определения структуры они встроили его в липидный бислой и проанализировали с помощью ЯМР на спектрометрах с частотой 900, 800 и 600 МГц.

Было обнаружено, что трансмембранный домен белка E собирается в пучок из пяти спиралей. Спирали образуют узкий канал, более тесный, чем канал гриппа M2. Также были идентифицированы несколько аминокислот, которые могут притягивать положительно заряженные ионы, такие как кальций. Предполагается, что определённая структура представляет закрытое состояние канала.

Фундаментальное исследование

Было установлено, что два препарата — амантадин (против гриппа) и гексаметиленамилорид (от высокого давления) — могут блокировать вход в канал E, но связываются с белком слабо. Разработка более сильных ингибиторов могла бы дать потенциальные препараты для лечения COVID-19.

Это исследование демонстрирует, что фундаментальные научные исследования вносят важный вклад в решение медицинских проблем. Необходимо продолжать активное изучение вирусных и бактериальных белков, чтобы предвосхищать пандемии.