Новые данные о белке SARS-CoV-2 объясняют способность вируса заражать клетки
Группа немецких ученых из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге, Института биофизики Макса Планка, Института Пауля Эрлиха и Университета Гёте во Франкфурте изучила структуру поверхностного шиповидного (спайк) белка вируса SARS-CoV-2, чтобы получить информацию для разработки вакцин и терапевтических средств.
Исследователи применили комбинацию методов: криоэлектронную томографию, усреднение субтомограмм и молекулярно-динамическое моделирование. Это позволило проанализировать молекулярную структуру спайк-белка в его естественной среде — на интактных вирионах — с разрешением, близким к атомарному. С помощью современного криоэлектронного микроскопа в EMBL было получено 266 криотомограмм примерно 1000 различных вирусов, каждый из которых имел в среднем по 40 шипов на поверхности.
Ключевые открытия:
- Гибкий стебель: Данные показали, что глобулярная (шарообразная) часть спайк-белка, содержащая рецептор-связывающий домен, соединена с гибким стебельком. Верхняя сферическая часть структуры хорошо воспроизводится рекомбинантными белками, используемыми в вакцинах, однако свойства стебелька оказались новыми.
- Три "сустава": Комбинация моделирования и томографии выявила в стебельке три "сустава" — "тазобедренный", "коленный" и "голеностопный", — которые обеспечивают его неожиданно высокую гибкость.
- Поиск рецептора: Благодаря этой гибкости шипы, "как воздушные шарики на веревочке", могут двигаться по поверхности вируса, чтобы найти рецептор ACE2 на клетке-мишени для заражения.
- Защитный "сахарный щит": Весь спайк-белок, включая стебелек, покрыт цепями гликанов (сахароподобных молекул). Этот "сахарный щит" скрывает эпитопы белка от нейтрализующих антител, что является важным механизмом уклонения вируса от иммунного ответа.