غوطه وری عمیق در پروتئین SARS-CoV-2 گامی به سوی داروها و واکسن های جدید COVID-19 است

فسفوپروتئین نوکلئوکپسید (آبی) SARS-CoV-2 (N) (خاکستری) در چندین فرآیند چرخه عفونت SARS-CoV-2 از جمله تکثیر و رونویسی و بسته بندی و محافظت از RNA ژنومی (gRNA) نقش مهمی دارد قرمز). پروتئین N به عنوان یک دیمر در محلول وجود دارد و عمدتا از طریق قلمرو N ترمینال ساختاری آن با gRNA تعامل می کند. N به صورت چند ظرفیتی به RNA متصل می شود و با در دسترس بودن بیشتر پروتئین های N ، فعل و انفعالات تثبیت کننده بین RNA و پروتئین ها اتفاق می افتد و در نتیجه یک نوکلئوکپسید سازمان یافته ایجاد می شود. تصویربرداری فلورسانس 1-1000 RNA با برچسب فلورسنت Cy3 نشان می دهد که RNA-Cy3 با افزودن FL-N ، سازمان یافته و متراکم می شود (زمینه سوراخ قرمز). اعتبار: دانشکده علوم OSU
محققان کالج علوم دانشگاه ایالتی اورگان گامی اساسی در جهت داروها و واکسن های جدید برای مقابله با COVID-19 با یک فرو رفتن عمیق در فعل و انفعالات یک پروتئین با ماده ژنتیکی SARS-CoV-2 .
پروتئین نوکلئوکپسید ویروس یا پروتئین N به دلیل مشاغل مهمی که برای چرخه عفونت ویروس کرونا ویروس جدید انجام می دهد و جهش آن با سرعت نسبتاً آهسته ، هدف اصلی برای مداخلات مبارزه با بیماری است. داروها و واکسن هایی که در اطراف کار پروتئین N ساخته می شوند ، بسیار م effectiveثر و برای مدت زمان طولانی تر هستند – یعنی کمتر در معرض مقاومت هستند.
در میان پروتئین های SARS-CoV-2 ، پروتئین N ویروسی است بزرگترین شریک RNA است. RNA دستورالعملهای ژنتیکی ویروس را برای بدست آوردن سلولهای زنده مانند سلولهای انسانی برای ایجاد بیشتر از خود انجام می دهد و پروتئین N به RNA متصل می شود و از آن محافظت می کند.

منتشر شده در مجله بیوفیزیک ، یافته ها یک نقطه جهش مهم برای مطالعات اضافی پروتئین N و فعل و انفعالات آن با RNA به عنوان بخشی از یک نگاه دقیق به مکانیسم های SARS-CoV است. -2 عفونت ، انتقال و کنترل.
الیسار باربار ، استاد بیوشیمی و بیوفیزیک در ایالت اورگان و دکترای تخصصی نامزد هدر ماسون-فورسایت با کمک دانشجویان کارشناسی خواکین رودریگز و ست پینکنی این مطالعه را هدایت کرد. محققان از طیف وسیعی از تکنیک های بیوفیزیکی استفاده کردند که تغییرات در اندازه و شکل پروتئین N را هنگام اتصال به قطعه ای از RNA ژنومی – 1000 نوکلئوتید از ژنوم 30،000 نوکلئوتیدی – اندازه گیری می کند.
“باروم گفت:” ژنوم برای ویروس بسیار بزرگ است و به بسیاری از نسخه های پروتئین N برای چسبیدن به RNA نیاز دارد تا ویروس را به شکل کروی در بیاورد که ویروس برای تهیه نسخه های بیشتری از خود لازم است. وی افزود: “مطالعه ما به ما كمك می كند كه وقتی به RNA می چسبیم ، چند نسخه از N مورد نیاز است و چقدر به هم نزدیك هستند. ”
مطالعات بیوفیزیکی N با بخشهای وسیعی از RNA توسط تشدید مغناطیسی هسته ای نادر است ، باربار گفت ، به دلیل دشواری تهیه پروتئین N نیمه آشفته و بخشهای RNA طولانی ، هر دو مستعد تجمع و تخریب هستند ، اما این نوع مطالعات از ویژگی های آزمایشگاه باربار هستند. مطالعات سایر محققان معمولاً به قطعات بسیار کوچکتر RNA و قطعات کوچکتر پروتئین N محدود شده است.
به جای اینکه فقط به تنهایی به نواحی متصل به RNA پروتئین N نگاهی بیندازیم ، دیدگاه 1000 نوکلئوتیدی به دانشمندان اجازه می دهد یاد بگیرند که پروتئین وقتی که یک دیمر تمام طول است ، بسیار قوی تر متصل می شود – دو نسخه متصل به یکی دیگری – و برای شناسایی مناطقی از پروتئین که برای اتصال RNA ضروری است.
ماسون-فورسایث گفت: “پروتئین کامل دارای قطعات ساختاری است اما در واقع انعطاف پذیر است ، بنابراین می دانیم که این انعطاف پذیری برای اتصال RNA مهم است.” “ما همچنین می دانیم كه پروتئین های N شروع به اتصال به RNA طولانی تر می كنند ، نتیجه آن مجموعه متنوعی از پروتئین / RNA مجتمع متصل به یك روش اتصال است.”
بنابراین ، داروهایی که انعطاف پذیری پروتئین N را خنثی می کنند ، یکی از راه های بالقوه محققان دارویی خواهد بود. احتمال دیگر داروهایی است که هر یک از آن مجموعه های پروتئینی / RNA را مختل می کند و اثبات می کنند از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند.
مرجع: “اتصال چند ظرفیتی دیمر فسفوپروتئین نوکلئوکپسید SARS-CoV-2 تا حدودی بی نظم به RNA” توسط هدر M. Forsythe ، خواکین رودریگز گالوان ، ژن یو ، ست پینکنی ، پاتریک ریدون ، ریچارد بی کولی ، فیلیپ ژو Amber D. Rolland ، James S. Prell و Elisar Barbar ، 29 مارس 2021 ، مجله بیوفیزیک . DOI: 10.1016 / j.bpj.2021.03.023
کمک مالی اولیه م Foundationسسه علوم ملی برای تحقیقات اکتشافی (EAGER) این تحقیق را از طریق بخش علوم زیستی مولکولی و سلولی NSF پشتیبانی کرد. تأسیسات تشدید مغناطیسی هسته ای ایالت اورگان تا حدی توسط انستیتوهای ملی بهداشت و موسسه خیریه M.J. Murdock تأمین می شود و NIH همچنین از بخش جمع آوری داده های طیف سنجی جرمی بومی تحقیق پشتیبانی می کند.
ژن یو ، ریچارد کولی ، فیلیپ ژو و پاتریک ریدون از ایالت اورگان و جیمز پرل و آمبر رولاند از دانشگاه اورگان دیگر محققان این پروژه بودند.