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La recherche sur la protéine de la pointe SARS-CoV-2 peut mener aux vaccins neufs et aux demandes de règlement

Le virus qui entraîne COVID-19 est clouté sur son extérieur avec des « protéines de pointe, » un élément clé dans sa capacité d'infecter des cellules humaines. Deux chercheurs d'Université de Géorgie, bois et Parastoo Azadi de Rob, vérifient les protéines et les sucres sur la surface du virus dans le but de trouver les informations qui pourraient mener aux vaccins et à la thérapeutique.

Les bois et Azadi sont des scientifiques au centre de recherche du glucide lent d'UGA, où les chercheurs étudient les structures et les fonctionnements des glucides lents des microbes, des végétaux et animaux pour déterminer le rôle des hydrates de carbone dans la croissance et développement, des interactions d'hôte-agent pathogène, et des procédés de la maladie.

Modélisation de la protéine de pointe

SARS-CoV-2 est le virus qui entraîne COVID-19, et ses protéines de pointe enclenchent sur des cellules et forcent le virus par la membrane cellulaire. Le système immunitaire humain trouve les protéines étrangères, comme la protéine de pointe, en identifiant les séquences des acides aminés qui sont présentes, selon des bois.

« Mais si un agent pathogène met un sucre sur la surface de la protéine, il peut masquer les acides aminés, » il a dit. « Un sucre peut masquer un boîtier entier des acides aminés ainsi nos anticorps ne peuvent pas les voir. Beaucoup de virus font ceci ; grippe et hépatite C, par exemple. »

Les bois et son équipe ont modélisé la structure 3D de la protéine de la pointe SARS-CoV-2 et de ses sucres joints. Suivant les indications d'une illustration qu'ils ont produite, la protéine est une surface lisse protégée par les sucres qui déménagent comme des arbres dans le vent. Cela le rend plus dur pour que le système immunitaire humain trouve l'objectif ; la surface de la protéine.

« J'emploie toujours l'analogie des glycans comme arbres dans le vent. Certains d'entre eux sont souples, et certains d'entre eux sont plus raides, » il a dit. « Nous recherchons ceux sous lesquels nous pouvons obtenir ou autour de. »

Le procédé derrière de la façon dont des glycans sont fixés ; et écran protecteur ; les surfaces de protéine est glycosylation appelée.

« Est ce ce que notre groupe se spécialise dedans, » Woods a dit. « Nous développons des méthodes pour prévoir comment les glycans déménagent et sont fixés aux surfaces de protéine. »

L'équipe avait travaillé à d'autres virus, en particulier grippe, avant l'écart de COVID-19. Les systèmes sont biologiquement différents, mais d'un point de vue structurel la modélisation est assimilée, conduisant à un passage facile.

Mais la glycosylation est un objectif compliqué puisqu'il n'y a aucune uniformité en termes de laquelle des sucres sont employés et où ils sont mis.

Afin de modéliser la structure de la protéine de pointe, les bois et son équipe ont employé le publié Cryo-FIN DE SUPPORT modèle en mars par une équipe de Chine. Une semaine plus tard, une étude de glycomics a montré les structures et l'emplacement probables de sucre sur la surface de la protéine, les aidant à déterminer quels sucres à mettre à chaque site.

Le modèle ils ont produit des expositions dans quelle mesure l'accepteur et d'autres régions pourraient être exposés ; l'information que les aides illustrent derrière de ce qu'un vaccin pourrait avoir besoin pour ressembler.

Beaucoup de gens qui ne sont pas familiarisés avec le glycoscience pensent en termes de protéine en tant qu'étant juste une protéine, pas le fait que la surface est couverte des sucres. Cela leur donne une idée trompeuse de ce qui est réellement accessible au système immunitaire.

En considérant les sucres, vous avez une idée de juste quelle quantité de protéine est cachée de notre système immunitaire. En concevant un vaccin, vous voulez que le vaccin produit des anticorps qui identifient les parties de la protéine à la laquelle il peut gripper, que les anticorps peuvent attaquer.

En voyant où les sucres sont, vous pouvez prendre des décisions au sujet de la façon dont vous allez effectuer un vaccin pour viser les endroits qui sont exposés et pas protégés par les sucres. »

Bois de Rob, scientifique, centre de recherche de glucide lent, Université de Géorgie

Les bois et son équipe étaient l'un des groupes les plus tôt pour modéliser des glycoprotéines.

« Après tout ces années de regarder des hydrates de carbone, elle nous met réellement dans la bonne position au bon moment, avec la bonne base de connaissances, pour faire ceci, » il a dit. « Elle est très passionnante pour que je soit à une remarque où nous pouvons utiliser nos outils pour faire quelque chose si opportune. »

Le papier de l'équipe, « les modèles 3D de la protéine glycosylée de la pointe SARS-CoV-2 proposent des défis et les opportunités pour la mise au point de vaccin, » est accessible en ligne avec le bioRxiv de service de prétirage. Les co-auteurs incluent Oliver C. Grant, David Montgomery et Keigo Ito, tout à CCRC.

Glycosylation de mappage sur la protéine de pointe

Comme des bois, recherche précédente de Parastoo Azadi ; caractérisation de la glycosylation des candidats vacciniques pour des virus comprenant la grippe et l'HIV ; conduit à un passage droit à travailler à la protéine de la pointe SARS-CoV-2. Mais à la différence des bois, il adopte une approche expérimentale.

Lui et son équipe emploient des techniques élevées de spectrométrie de masse de débit pour caractériser les types spécifiques de glycosylation sur la protéine de pointe, qui facilite la pièce d'assemblage virale et joue un rôle critique en obtenant une réaction immunitaire d'hôte.

Leurs résultats ont montré pour la première fois la présence de l'O-glycosylation inattendue (la pièce d'assemblage d'une molécule de sucre à un atome d'oxygène) sur la protéine de pointe. Depuis des jeux de glycosylation une fonction clé dans le grippement viral, la caractérisant peut aider dans le modèle d'un vaccin pour COVID-19.

« La glycosylation de compréhension à l'accepteur peut guider le modèle des vaccins, » a dit Azadi, scientifique supérieur de recherches et directeur technique des services et de la formation analytiques à CCRC. « Seulement un vaccin qui peut imiter la protéine virale aussi près que possible peut obtenir une réaction immunitaire optimale. »

Le papier de l'équipe, « profil déduisant de N et d'o glycosylation de la protéine de pointe du coronavirus nouveau SARS-CoV-2, » est publié en ligne avec le bioRxiv de service de prétirage et a été reçu par le Glycobiology de tourillon. Les co-auteurs incluent Asif Shajahan, Nitin T. Supekar et Anne S. Gleinich, qui font partie de l'équipe analytique au CCRC.

« En tant qu'élément de la communauté de recherche biomédicale, nous sommes extrêmement commis à aborder une des urgences les plus critiques de l'ère moderne, » Azadi a dit. « Toutes ces années de la portion comme moyen vers la communauté scientifique nous ont aidés à intensifier à la plaque et à contribuer rapidement au développement de l'intervention thérapeutique contre COVID-19. »