Белок-«трансформер» проливает свет на вирус Эбола
Новое исследование показывает, что белок вируса Эбола VP40 может принимать три различные формы, каждая из которых выполняет отдельную функцию, критически важную для выживания вируса. Каждая форма представляет собой потенциальную мишень для разработки лекарств против лихорадки Эбола, смертность от которой достигает 9 из 10 заражённых пациентов во время вспышек, подобной текущей в Западной Африке.
Команда под руководством Эрики Оллманн Сафайр из Исследовательского института Скриппс с использованием SSRL и других рентгеновских установок проанализировала структуру белка VP40, известного своей ролью в создании и высвобождении новых копий вируса из заражённых клеток.
Один белок, три структуры
Исследователи обнаружили, что белок может менять свою форму, образуя три различных сборки:
- «Бабочка» — из двух молекул VP40.
- Кольцо — из восьми молекул.
- Линейная структура — из шести молекул VP40.
До этого исследования была известна только кольцевая форма.
Функция каждой структуры связана с конкретной стадией жизненного цикла вируса:
- «Бабочка» — форма, в которой VP40 перемещается внутри заражённой клетки.
- Кольцо — образуется рядом с ядром клетки на ранних стадиях инфекции и регулирует копирование генетической информации вируса.
- Линейная структура — формируется на внешней мембране клетки на поздних стадиях и играет ключевую роль в создании новых вирусных частиц.
Этот трансформирующийся белок обновляет «центральную догму биологии», подразумевающую, что ген обычно кодирует один белок с одной 3D-формой. Структурные перестройки, подобные наблюдаемым у VP40, могут быть более распространёнными, чем считалось ранее.
С эволюционной точки зрения, такая структурная диверсификация необходима: в отличие от человека с ~20 000 генов, вирус Эбола обходится всего семью генами, и его белки должны выполнять гораздо больше функций.
Потенциальные мишени для лекарств
Все три функции VP40 необходимы вирусу, поэтому нарушение любой из структур или их превращений нанесёт ему серьёзный ущерб. Это даёт важные подсказки для разработки противовирусных препаратов.
Данные исследования показывают, что наиболее эффективной мишенью может быть кольцевая структура, так как лишь небольшая доля всех молекул VP40 образует её в течение жизненного цикла вируса.
Результаты уже нашли практическое применение: те же самые белки VP40, произведённые для этого исследования, используются в тест-полосках для диагностики болезни у пациентов в Западной Африке.