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A pesquisa sobre a proteína do ponto SARS-CoV-2 pode conduzir às vacinas novas e aos tratamentos

O vírus que causa COVID-19 é enchido em seu exterior com do “proteínas ponto,” um componente-chave em sua capacidade para contaminar pilhas humanas. Dois pesquisadores da universidade da geórgia, madeiras de Roubo e Parastoo Azadi, estão investigando as proteínas e os açúcares na superfície do vírus com o objectivo de encontrar a informação que poderia conduzir às vacinas e à terapêutica.

As madeiras e Azadi são cientistas no centro de pesquisa complexo do hidrato de carbono de UGA, onde os pesquisadores estudam as estruturas e as funções dos hidratos de carbono complexos dos micróbios, dos vegetais e animal para determinar o papel dos hidratos de carbono no crescimento e na revelação, das interacções do anfitrião-micróbio patogénico, e dos processos da doença.

Modelando a proteína do ponto

SARS-CoV-2 é o vírus que causa COVID-19, e suas proteínas do ponto travam em pilhas e forçam o vírus através da membrana de pilha. O sistema imunitário humano detecta proteínas estrangeiras, como a proteína do ponto, reconhecendo as seqüências de ácido aminado que estam presente, de acordo com madeiras.

“Mas se um micróbio patogénico põe um açúcar sobre a superfície da proteína, pode mascarar os ácidos aminados,” disse. “Um açúcar pode mascarar um conjunto inteiro de ácidos aminados assim que nossos anticorpos não podem vê-los. Muitos vírus fazem este; gripe e hepatite C, por exemplo.”

As madeiras e sua equipe modelaram a estrutura 3D da proteína do ponto SARS-CoV-2 e de seus açúcares anexados. Segundo as indicações de uma ilustração que produziram, a proteína é uma superfície lisa protegida pelos açúcares que se movem como árvores no vento. Isso faz mais duro para que o sistema imunitário humano encontre o alvo; a superfície da proteína.

“Eu uso sempre a analogia dos glycans como árvores no vento. Alguns delas são flexíveis, e alguns delas são mais duros,” disse. “Nós estamos procurando que nós podemos obter sob ou em torno.”

O processo de como os glycans são anexados; e protector; as superfícies da proteína são chamadas glycosylation.

“Este é o que nosso grupo se especializa dentro,” Madeira disse. “Nós desenvolvemos métodos para prever como os glycans se movem e são anexados às superfícies da proteína.”

A equipe tem trabalhado em outros vírus, particularmente gripe, antes da propagação de COVID-19. Os sistemas são biològica diferentes, mas de uma perspectiva estrutural a modelagem é similar, fazendo para uma transição fácil.

Mas o glycosylation é um alvo complicado desde que não há nenhuma uniformidade em termos de que os açúcares são usados e onde são colocados.

A fim modelar a estrutura da proteína do ponto, as madeiras e sua equipe usaram o modelo Cryo-EM publicado em março por uma equipe de China. Uma semana mais tarde, um estudo do glycomics mostrou estruturas e lugar prováveis do açúcar na superfície da proteína, ajudando os a determinar que açúcares a pôr em cada local.

O modelo geraram mostras a que extensão o local obrigatório e outras regiões puderam ser expor; informação que as ajudas ilustram o que uma vacina pôde precisar de olhar como.

Muitos povos que não são familiares com o glycoscience pensam em termos da proteína como sendo apenas uma proteína, não o facto de que a superfície está coberta com os açúcares. Isso dá-lhes uma ideia falsa do que é realmente acessível ao sistema imunitário.

Considerando os açúcares, você tem uma ideia de apenas quanto da proteína é escondido de nosso sistema imunitário. Ao projetar uma vacina, você quer a vacina gerar os anticorpos que reconhecem as partes da proteína a que pode ligar, que os anticorpos podem atacar.

Vendo onde os açúcares estão, você pode fazer decisões sobre como você está indo fazer uma vacina para visar as áreas que são expor e não protegidas pelos açúcares.”

Madeiras de Roubo, cientista, centro de pesquisa complexo do hidrato de carbono, universidade da geórgia

As madeiras e sua equipe eram um dos grupos os mais adiantados para modelar glicoproteína.

“Após todos estes anos de olhar hidratos de carbono, põe-nos realmente na posição direita na hora certa, com a base de conhecimento direita, para fazer isto,” disse. “É muito emocionante para que eu seja em um ponto onde nós possamos usar nossas ferramentas para fazer algo tão oportuno.”

O papel da equipe, “os modelos 3D de proteína glycosylated do ponto SARS-CoV-2 sugerem desafios e oportunidades para a revelação vacinal,” é acessível em linha com o bioRxiv do serviço da pré-impressão. Os co-autores incluem Oliver C. Grant, David Montgomery e Keigo Ito, tudo em CCRC.

Traçando o glycosylation na proteína do ponto

Como madeiras, pesquisa precedente de Parastoo Azadi; caracterizando o glycosylation de candidatos vacinais para os vírus que incluem a gripe e o HIV; feito para uma transição directa ao trabalho na proteína do ponto SARS-CoV-2. Mas ao contrário das madeiras, toma uma aproximação experimental.

E sua equipe estão usando técnicas altas da espectrometria em massa da produção para caracterizar tipos específicos de glycosylation na proteína do ponto, que facilita o acessório viral e joga um papel crítico em induzir uma resposta imune do anfitrião.

Seus resultados têm mostrado pela primeira vez a presença do O-glycosylation inesperado (o acessório de uma molécula do açúcar a um átomo de oxigênio) na proteína do ponto. Desde jogos do glycosylation um papel chave no emperramento viral, caracterizando a pode ajudar no projecto de uma vacina para COVID-19.

“O glycosylation compreensivo no local obrigatório pode guiar o projecto das vacinas,” disse Azadi, o cientista superior da pesquisa e o director técnico de serviços & do treinamento analíticos em CCRC. “Somente uma vacina que possa imitar a proteína viral de tão perto quanto possível pode induzir uma resposta imune óptima.”

O papel da equipe, “deduzindo perfil do glycosylation do n e do o da proteína do ponto do coronavirus novo SARS-CoV-2,” é publicado em linha com o bioRxiv do serviço da pré-impressão e foi aceitado pelo Glycobiology do jornal. Os co-autores incluem Asif Shajahan, Nitin T. Supekar e Anne S. Gleinich, que são parte da equipe analítica no CCRC.

“Como parte da comunidade de pesquisa biomedicável, nós somos comprometidos extremamente a abordar uma das emergências as mais críticas da era moderna,” Azadi disse. “Todos estes anos de serviço como um recurso à comunidade científica nos ajudou a intensificar à placa e a contribuir rapidamente à revelação de intervenções terapêuticas contra COVID-19.”