RW Space

Появление новой мутации коронавируса вызвало повышенное внимание к части вируса, известной как белок-шип.

Новый вариант несет в себе несколько необычных изменений в белке-шипе по сравнению с другими близкородственными вариантами — и это одна из причин, почему он вызывает большее беспокойство, чем другие, безвредные изменения вируса, которые мы наблюдали ранее. Новые мутации могут изменить биохимию шипа и повлиять на степень передачи вируса.

Белок также является основой современных вакцин против COVID-19, которые стремятся вызвать иммунный ответ против него. Но что такое белок-шип и почему он так важен?

Захватчики клеток.

В мире паразитов многие бактериальные или грибковые патогены могут выжить сами по себе без инфицированной клетки-хозяина. Но вирусы не могут. Вместо этого они должны проникнуть внутрь клеток для репликации, где они используют собственный биохимический механизм клетки для создания новых вирусных частиц и распространения на другие клетки или людей.

Наши клетки эволюционировали, чтобы отражать такие вторжения. Одной из основных защит клеточной жизни от захватчиков является ее внешнее покрытие, которое состоит из жирового слоя, защищающего ферменты, белки и ДНК, составляющие клетку.

Из-за биохимической природы жиров внешняя поверхность обладает отталкивающими свойствами. Вирусы должны преодолеть этот барьер, чтобы получить доступ к клетке.

Как и клетка, коронавирусы окружены жировой оболочкой. Чтобы проникнуть внутрь клетки, вирусы в оболочке используют белки (или гликопротеины), чтобы соединить свою собственную мембрану с мембраной клетки и захватить клетку.

Белок-шип коронавирусов — один из таких вирусных гликопротеинов. У вируса Эбола он один, у вируса гриппа — два, а у вируса простого герпеса — пять.

Архитектура шипа.

Белок-шип состоит из линейной цепи 1273 аминокислот, аккуратно сложенных в структуру, которая усеяна до 23 молекулами сахара. Белки-шипы любят слипаться, и три отдельные молекулы-шипы связываются друг с другом, образуя функциональную «тримерную» единицу.

Шип можно подразделить на отдельные функциональные единицы, известные как домены, которые выполняют различные биохимические функции белка, такие как связывание с клеткой-мишенью и слияние с мембраной.

По оценкам, на один вирус приходится примерно 26 тримеров шипов.

Одна из этих функциональных единиц связывается с белком на поверхности наших клеток, называемым ACE2, запуская захват вирусной частицей и, в конечном итоге, происходит слияние мембран. Шип также участвует в других процессах, таких как структурная стабильность и защита от иммунитета.

Вакцина против шипов.

Учитывая, насколько важен для вируса шип-белок, многие противовирусные вакцины или лекарства нацелены на вирусные гликопротеины.

Вакцины от SARS-CoV-2, дают нашей иммунной системе инструкции по созданию нашей собственной версии белка-шипа, что происходит вскоре после иммунизации. Затем производство спайка внутри наших клеток запускает процесс выработки защитных антител и Т-клеток.

Одна из наиболее тревожных особенностей белка SARS-CoV-2 — это то, как он изменяется с течением времени в процессе эволюции вируса. Закодированный в вирусном геноме белок может мутировать и изменять свои биохимические свойства по мере развития вируса.

Большинство мутаций не принесут пользы и либо остановят работу белка, либо не повлияют на его функцию. Но некоторые могут вызвать изменения, которые дадут новой версии вируса избирательное преимущество, сделав его более передаваемым или заразным.

Один из способов, которым это может произойти, — это мутация части белка-шипа, которая предотвращает связывание с ним защитных антител. Другой способ — сделать шипы более «липкими» для наших клеток.

Новые варианты вируса, обнаруженные в Великобритании и других странах, имеют мутации в шипе и в частях белка, участвующих в проникновении внутрь ваших клеток.

В лаборатории необходимо будет провести эксперименты, чтобы выяснить, значительно ли и как эти мутации изменяют шип и остаются ли эффективными уже созданные вакцины.

Коннор Бэмфорд, научный сотрудник отдела вирусологии Королевского университета Белфаста.

Эта статья переиздана из The Conversation.