Поиск потенциальной вакцины в спайк-белке COVID-19
Два исследователя из Университета Джорджии, Роб Вудс и Парасту Азади, изучают белки и сахара на поверхности вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, чтобы найти информацию для создания вакцин и терапевтических средств.
Моделирование спайк-белка
Спайк-белки вируса SARS-CoV-2 цепляются за клетки и обеспечивают проникновение вируса через клеточную мембрану. Иммунная система распознаёт чужеродные белки по аминокислотным последовательностям. Однако патогены могут маскировать эти последовательности, присоединяя к поверхности белка сахара (гликаны).
Группа Вудса смоделировала 3D-структуру спайк-белка SARS-CoV-2 с присоединёнными гликанами. На иллюстрации белок представляет собой гладкую поверхность, защищённую гликанами, которые движутся «как деревья на ветру». Этот процесс называется гликозилированием и затрудняет распознавание белка иммунной системой.
Для моделирования использовалась модель Cryo-EM, опубликованная в марте командой из Китая, и данные гликомики о вероятных структурах и расположении сахаров. Модель показывает, насколько сайт связывания и другие области могут быть открыты, что помогает понять, как должна выглядеть эффективная вакцина.
«Многие люди, не знакомые с гликобиологией, думают о белке просто как о белке, не учитывая, что его поверхность покрыта сахарами. Это даёт им ложное представление о том, что действительно доступно иммунной системе», — говорит Вудс.
Статья команды «3-D Models of glycosylated SARS-CoV-2 spike protein suggest challenges and opportunities for vaccine development» доступна в препринт-сервисе bioRxiv.
Картирование гликозилирования на спайк-белке
Парасту Азади и её команда используют методы масс-спектрометрии высокой производительности для характеристики конкретных типов гликозилирования на спайк-белке. Их результаты впервые показали наличие неожиданного O-гликозилирования (присоединения молекулы сахара к атому кислорода) на этом белке.
Поскольку гликозилирование играет ключевую роль в связывании вируса, его характеристика может помочь в разработке вакцины против COVID-19.
«Понимание гликозилирования в сайте связывания может направлять дизайн вакцин. Только вакцина, которая может максимально точно имитировать вирусный белок, способна вызвать оптимальный иммунный ответ», — отмечает Азади.
Статья команды «Deducing the N- and O- glycosylation profile of the spike protein of novel coronavirus SARS-CoV-2» опубликована в bioRxiv и принята к публикации в журнале Glycobiology.