2023 Avtor: Sophia Otis | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-05-21 01:53
Raziskovalci na univerzi Rice in njihovi mednarodni kolegi so prvič opisali atomsko strukturo beljakovinske lupine, ki nosi gensko kodo hepatitisa E (HEV). Njihova ugotovitev bi lahko pomenila, da se lahko v ne tako oddaljeni prihodnosti pojavijo novi načini za zaustavitev virusa.
Rice podiplomski študent Tom Guu je bil del raziskovalne skupine, ki jo vodi Yizhi Jane Tao, docentka za biokemijo in celično biologijo. Guu je dejal, da so raziskovalci težko analizirali HEV, posebno neprijetno obliko virusnega hepatitisa, ki cveti v državah v razvoju, kjer so slabe sanitarne razmere pogoste.
"Pred približno 10 leti so raziskovalci začeli opisovati, kako izgleda virus," je dejal Guu. "Na njeni površini so odkrili izbokline in vdolbine. Čeprav je bil videti nekoliko kot buckyball ali geodetska kupola, so bili raziskovalci še vedno obtičali."
Brez podrobnejšega opisa virusa je bilo težko oblikovati zdravila, ki bi ga ustavila. Če želite to narediti, ga morate zelo natančno pogledati, kot je to storila ekipa Rice.
Taojev laboratorij je specializiran za rentgensko kristalografijo, močno tehniko, ki lahko natančno določi lokacijo vsakega atoma v biomakromolekuli ali velikem biomakromolekularnem sklopu. V tem primeru je bil sklop virusna kapsidna lupina, narejena iz mreže posameznih kapsidnih proteinov iz seva HEV, ki je bil narejen v celicah žuželk, nato prečiščen in kristaliziran.
Po dveh letih intenzivnega študija je Guu izračunal položaj vsakega od približno 500.000 atomov, ki sestavljajo kapsido, delček v obliki ikozaedra, ki je približno podoben krogli. Nastali 3-D računalniški model daje raziskovalcem možnost, da identificirajo mesta vezave delca na gostiteljsko celico, skozi katera se širi HEV.
“Dr. Tao je že identificiral potencialna mesta na novem modelu, «je dejal Guu. "Če lahko dokažemo, da so ta spletna mesta pravilna, lahko laboratoriji po vsem svetu začnejo oblikovati zdravila, imenovana konkurenčni zaviralci, da prekinejo proces vezave in preprečijo, da bi se virus sploh pritrdil na celične receptorje."
Guu je primerjal virusno kapsidno beljakovino z izdolbeno lubenico. "Imate zunanjo ovojnico virusa, vendar odstranite njegovo notranjost," je dejal. "Ohrani svoje zunanje lastnosti." Prazna kapsida se lahko še vedno veže na celico, vendar ne vsebuje genetskega materiala za prenos, zaradi česar je neinfekcijska in je zato odličen kandidat za cepivo.
»Pravzaprav so drugi raziskovalci uporabili prazno virusno lupino za cepljenje opic in celo ljudi. Kasneje, ko so jih raziskovalci izzvali s pravim virusom, so odkrili, da je predhodna izpostavljenost temu virusu podobnemu delcu zagotovila nekakšno zaščito, " je dejal Guu.
"Ta virus je bil manj raziskan kot drugi v domeni patogenega človeškega virusa," je dejal Tao. "Bilo je precej težko ustvariti kulturo v laboratoriju za preučevanje, kako virus vdre v celico. Edini način za delo z njim je prekomerno izražanje beljakovin samih."
Raziskovalec riža Qiaozhen Ye je potreboval skoraj šest mesecev, da je identificiral pravi konstrukt, izoliral protein in oblikoval prve kristale, potem ko se je projekt začel z mednarodnim sodelovanjem z Jingqiang Zhangom na univerzi Sun Yat-sen v začetku 2006. Nekdanji dodiplomski študent Rice Douglas Mata je nato uspešno reproduciral enega od teh kristalizacijskih pogojev. Presenečeni so bili, ko so odkrili, da so se v procesu kristalizacije HEV kapsidni proteini, ekstrahirani iz kultiviranih celic, sami sestavili v virusom podobne delce. To lahko privede do druge strategije: "Če lahko preprečite sestavljanje beljakovin, lahko ustavite virus," ste dejali.
Tao vidi velik potencial za njihovo odkritje. "S strukturo lahko narediš toliko stvari, da mislim, da bo uporabna še mnogo let."
Raziskavo so podprli Nacionalni inštituti za zdravje, Nacionalna naravoslovna fundacija Kitajske, fundacija Welch, fundacija Hamill in sklad Kresge Science Initiative Endowment na univerzi Rice.
Tao, Guu, Ye, Mata in Zhang so skupaj z Zhengom Liujem in Changcheng Yinom z univerze Peking na Kitajskem in Kunpengom Lijem z univerze Sun Yat-sen v mestu Guangzhou na Kitajskem napisali prispevek.
