علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Dynamic model of SARS-CoV-2 spike protein reveals potential new vaccine targets
(Public Library of Science – بواسطة: المكتبة العامة للعلوم)
ملخص المقالة:
طور باحثون ألمان نموذجًا جديدًا ومفصلًا لسطح “البروتين الشائك spike protein” لـ “سارس-كورونا2 SARS-CoV-2” وحددوا نقاط ضعف غير معروفة سابقًا، يمكن أن تساعد في تطوير اللقاحات. وغطت محاكاة الديناميكيات الجزيئية البنية الكاملة للبروتين الشائك وحركاته في بيئة واقعية، وأظهرت أن الغليكانات الموجودة على البروتين الشائك تعمل كدرع ديناميكي يساعد الفيروس على التهرب من جهاز المناعة البشري. ومن خلال الجمع بين المحاكاة وتحليل المعلومات الحيوية، حددوا المواقع الأقل حماية من قبل دروع الغليكان.
يكشف نموذج جديد ومفصل لسطح “البروتين الشائك spike protein” لـ “سارس-كورونا2 SARS-CoV-2” عن نقاط ضعف غير معروفة سابقًا والتي يمكن أن تساعد في تطوير اللقاحات. وقدم ماتيوز سيكورا من معهد ماكس بلانك للفيزياء الحيوية في فرانكفورت بألمانيا وزملاؤه هذه النتائج في مجلة “علم الأحياء الحاسوبي بلوس PLOS Computational Biology“ المفتوحة الوصول.
إن فيروس سارس-كورونا2 هو المسؤول عن جائحة كوفيد-19. والسمة الرئيسية لـ سارس-كورونا2 هي البروتين الشائك الذي يمتد من سطحه ويمكّنه من استهداف الخلايا البشرية وإصابتها. ونتج عن البحث المكثف نماذج ثابتة مفصلة من البروتين الشائك، لكن هذه النماذج لا تلتقط مرونة البروتين الشائك نفسه ولا حركات الغليكانات الواقية – سلاسل جزيئات السكر – التي تغلفها.
ولدعم تطوير اللقاح، سعى سيكورا وزملاؤه إلى تحديد مواقع مستهدفة جديدة محتملة على سطح البروتين الشائك. وللقيام بذلك، طوروا محاكاة الديناميكيات الجزيئية التي تغطي البنية الكاملة للبروتين الشائك وحركاته في بيئة واقعية.
وتظهر هذه المحاكاة أن الغليكانات الموجودة على البروتين الشائك تعمل كدرع ديناميكي يساعد الفيروس على التهرب من جهاز المناعة البشري. وعلى غرار مساحات الزجاج الأمامي للسيارة، تغطي الغليكانات سطح الشوكة بالكامل تقريبًا عن طريق التقليب للخلف وللأمام، على الرغم من أن تغطيتها هي الحد الأدنى في أي لحظة.
ومن خلال الجمع بين محاكاة البروتين الشائك وتحليل المعلومات الحيوية، حدد الباحثون مواقع على سطح البروتينات الشائكة الأقل حماية من قبل دروع الغليكان. وحددت بعض المواقع التي تم معاينتها في بحث سابق، لكن بعضها جديد. وتم تأكيد ضعف العديد من هذه المواقع الجديدة من قبل مجموعات بحثية أخرى في تجارب معملية لاحقة.
ويقول سيكورا: “نحن في مرحلة الوباء مدفوعين بظهور أنواع جديدة من السارس- كورونا2، مع الطفرات المركزة بشكل خاص في البروتين الشائك”. ويضيف: “نهجنا يمكن أن يدعم تصميم اللقاحات والأجسام المضادة العلاجية، خاصة عندما تقاوم الأساليب المعمول بها”.
ويمكن أيضًا تطبيق الطريقة التي تم تطويرها لهذه الدراسة لتحديد نقاط الضعف المحتملة للبروتينات الفيروسية الأخرى.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر :
https://phys.org/news/2021-04-dynamic-sars-cov-spike-protein-reveals.html
مزيد من المعلومات: سيكورا ام، بولو اس، بلانك ال إي سي، غيتشت إم، كوفينو آر، هومر جي (2021)، Computational epitope map of SARS-CoV-2 spike protein. PLoS Comput Biol 17(4): e1008790. doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008790.
