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La ricerca sulla proteina della punta SARS-CoV-2 può piombo ai nuovi vaccini ed ai trattamenti

Il virus che causa COVID-19 è fissato sul suo esterno con “le proteine della punta,„ una componente chiave nella sua capacità di infettare le cellule umane. L'università due di ricercatori della Georgia, di legno di Rob e di Parastoo Azadi, sta studiando le proteine e gli zuccheri sulla superficie del virus con lo scopo di individuazione delle informazioni che potrebbero piombo ai vaccini ed alla terapeutica.

Il legno e Azadi sono scienziati al centro di ricerca complesso del carboidrato di UGA, in cui i ricercatori studiano le strutture e le funzioni dei carboidrati complessi dei microbi, piante ed animali per determinare il ruolo dei carboidrati nella crescita e sviluppo, interazioni dell'host-agente patogeno e trattamenti di malattia.

Modellistica della proteina della punta

SARS-CoV-2 è il virus che causa COVID-19 e le sue proteine della punta chiudono sulle celle e forzano il virus tramite la membrana cellulare. Il sistema immunitario umano individua le proteine non Xeros, come la proteina della punta, riconoscendo le sequenze aminoacidiche che sono presenti, secondo il legno.

“Ma se un agente patogeno mette uno zucchero sulla superficie della proteina, può mascherare gli amminoacidi,„ ha detto. “L'uno zucchero può mascherare un intero cluster degli amminoacidi in modo dai nostri anticorpi non possono vederli. Molti virus fanno questo; influenza e epatite virale C, per esempio.„

Il legno ed il suo gruppo hanno modellato la struttura 3D della proteina della punta SARS-CoV-2 e dei sui zuccheri fissati. Secondo le indicazioni di un'illustrazione che ha prodotto, la proteina è una superficie regolare schermata dagli zuccheri che si muovono come gli alberi nel vento. Quello lo rende più duro affinchè il sistema immunitario umano trovi l'obiettivo; la superficie della proteina.

“Utilizzo sempre l'analogia dei glycans come alberi nel vento. Alcuni di loro sono flessibili ed alcuni di loro sono più rigidi,„ ha detto. “Stiamo cercando quelli cui possiamo ottenere sotto o intorno.„

Il trattamento di come i glycans sono fissati; e carter; le superfici della proteina è chiamata glicosilazione.

“Questo è che cosa il nostro gruppo si specializza dentro,„ Woods ha detto. “Mettiamo a punto i metodi per la predizione come i glycans si muovono e sono fissati alle superfici della proteina.„

Il gruppo stava lavorando ad altri virus, specialmente influenza, prima della diffusione di COVID-19. I sistemi sono biologicamente differenti, ma da una prospettiva strutturale la modellistica proviene simile, portando ad una transizione facile.

Ma la glicosilazione è un obiettivo complicato poiché non c'è l'uniformità in termini di cui gli zuccheri sono usati e dove sono collocati.

Per modellare la struttura della proteina della punta, il legno ed il suo gruppo hanno usato il modello Cryo-EM pubblicato a marzo da un gruppo dalla Cina. Una settimana più successivamente, uno studio di glycomics ha mostrato le strutture e le posizioni probabili dello zucchero sulla superficie della proteina, aiutante li a determinare quali zuccheri da mettere ad ogni sito.

Il modello hanno generato le manifestazioni fino a che punto la sede del legame ed altre regioni potrebbero essere esposte; informazioni che le guide illustrano di che cosa un vaccino potrebbe avere bisogno per assomigliare.

Molta gente che non ha una conoscenza di con il glycoscience pensa in termini di proteina come essendo appena una proteina, non il fatto che la superficie sia coperta di zuccheri. Quello dà loro un'idea falsa di che cosa è realmente accessibile al sistema immunitario.

Considerando gli zuccheri, avete un'idea di appena quanto della proteina è nascosto dal nostro sistema immunitario. Nel progettare un vaccino, volete il vaccino generare gli anticorpi che riconoscono le parti della proteina a cui può legare, che gli anticorpi possono attaccare.

Vedendo dove gli zuccheri sono, potete prendere le decisioni circa come state andando fare un vaccino per mirare alle aree che sono esposte e non sono protette dagli zuccheri.„

Legno di Rob, scienziato, centro di ricerca complesso del carboidrato, università di Georgia

Il legno ed il suo gruppo erano uno dei gruppi più in anticipo per modellare le glicoproteine.

“Dopo tutto questi anni di esame dei carboidrati, realmente ci posiziona giusto al momento giusto, con la giusta base di conoscenza, fare questo,„ ha detto. “È molto emozionante affinchè me sia ad un punto in cui possiamo utilizzare i nostri strumenti per fare qualcosa così tempestivo.„

Il documento del gruppo, “i modelli 3D della proteina glicosilata della punta SARS-CoV-2 suggeriscono le sfide ed opportunità per sviluppo del vaccino,„ è accessibile in linea con il bioRxiv di servizio della pubblicazione preliminare. I co-author includono Oliver C. Grant, David Montgomery e Keigo Ito, tutto a CCRC.

Mappatura della glicosilazione sulla proteina della punta

Come il legno, ricerca precedente di Parastoo Azadi; caratterizzazione della glicosilazione dei candidati vaccino per i virus compreso influenza ed il HIV; portato ad una transizione diretta a lavorare alla proteina della punta SARS-CoV-2. Ma a differenza del legno, adotta un approccio sperimentale.

Lei ed il suo gruppo stanno usando le alte tecniche di spettrometria di massa di capacità di lavorazione per caratterizzare i tipi specifici di glicosilazioni sulla proteina della punta, che facilita il collegamento virale e svolge un ruolo critico in suscitamento della risposta immunitaria ospite.

I loro risultati hanno indicato per la prima volta la presenza di O-glicosilazione inattesa (il collegamento di una molecola dello zucchero ad un atomo di ossigeno) sulla proteina della punta. Dai giochi della glicosilazione un ruolo chiave in associazione virale, caratterizzante la può aiutare nella progettazione di un vaccino per COVID-19.

“La glicosilazione di comprensione alla sede del legame può guidare la progettazione dei vaccini,„ ha detto Azadi, il ricercatore senior e Direttore tecnico dei servizi analitici & la formazione a CCRC. “Soltanto un vaccino che può imitare la proteina virale quanto più rigorosamente possibile può suscitare una risposta immunitaria ottimale.„

Il documento del gruppo, “deducendo profilo della glicosilazione della o e di N della proteina della punta del coronavirus novello SARS-CoV-2,„ è pubblicato online con il bioRxiv di servizio della pubblicazione preliminare ed è stato accettato dal Glycobiology del giornale. I co-author includono Asif Shajahan, Nitin T. Supekar ed Anne S. Gleinich, che fa parte del gruppo analitico al CCRC.

“Come componente della comunità di ricerca biomedica, estremamente siamo commessi ad affrontare una delle emergenze più critiche dell'era moderna,„ Azadi ha detto. “Tutti questi anni di servizio come risorsa in comunità scientifica ci hanno aiutati ad aumentare alla lastra grossa ed a contribuire rapidamente allo sviluppo degli interventi terapeutici contro COVID-19.„