Antibody Binding-site Conserved Across COVID-19 Virus Variants: The Structural Revelation Could Have Implications As A Therapeutic Target In All SARS-CoV-2 Variants

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Etusivu > lehdistö > Vasta-aineiden sitoutumiskohta konservoitunut COVID-19-viruksen muunnelmissa: Rakenteellisella ilmoituksella voi olla vaikutuksia terapeuttisena kohteena kaikissa SARS-CoV-2-muunnoksissa

Penn State -tutkimusryhmä havaitsi, että SARS-CoV-2: n N-proteiini on säilynyt kaikissa SARS: iin liittyvissä pandemiakoronaviruksissa (ylhäällä vasemmalta: SARS-CoV-2, sivetti, SARS-CoV, MERS). Proteiini eroaa muista koronaviruksista, kuten tavallista kylmää aiheuttavista (pohja, vasemmalta: OC43, HKU1, NL63 ja 229E). Luotto Kelly Lab / Penn State

Tiivistelmä:
Pienellä SARS-CoV-2-proteiinilla, koronaviruksella, joka aiheuttaa COVID-19: n, voi olla suuria vaikutuksia tuleviin hoitoihin Penn State -tutkijaryhmän mukaan.

Vasta-aineiden sitoutumiskohta konservoitunut COVID-19-virusvaihtoehtojen välillä: Rakenteellisella ilmoituksella voi olla vaikutuksia terapeuttisena kohteena kaikissa SARS-CoV-2-muunnoksissa

University Park, PA | Lähetetty 9. huhtikuuta 2021

Uuden lähestymistavan työkalupaketin avulla tutkijat paljastivat Nucleocapsid (N) -proteiinin ensimmäisen täydellisen rakenteen ja havaitsivat, kuinka COVID-19-potilaiden vasta-aineet ovat vuorovaikutuksessa kyseisen proteiinin kanssa. He myös totesivat, että rakenne näyttää samanlaiselta monissa koronaviruksissa, mukaan lukien viimeisimmät COVID-19-variantit - joten se on ihanteellinen kohde edistyneille hoidoille ja rokotteille. He raportoivat tuloksistaan nanoskaalassa.

"Löysimme N-proteiinirakenteesta uusia ominaisuuksia, joilla voi olla suuria vaikutuksia vasta-ainetestauksessa ja kaikkien SARS-tautiin liittyvien pandemiavirusten pitkäaikaisvaikutuksissa", kertoi Deb Kelly, biolääketieteen tekniikan professori (BME), Huck-tuoli molekyylibiofysiikassa. ja Pennin osavaltion rakenteellisen onkologian keskuksen johtaja, joka johti tutkimusta. "Koska näyttää siltä, että N-proteiini on konservoitunut SARS-CoV-2: n ja SARS-CoV-1: n muunnelmissa, N-proteiiniin kohdistetut terapiat voivat mahdollisesti auttaa poistamaan ankarammat tai kestävät oireet, joita jotkut ihmiset kokevat."

Suurin osa COVID-19: n diagnostisista testeistä ja käytettävissä olevista rokotteista suunniteltiin suuremman SARS-CoV-2-proteiinin - Spike-proteiinin - perusteella, jossa virus kiinnittyy terveisiin soluihin aloittaakseen hyökkäysprosessin.

Pfizer / BioNTech- ja Moderna-rokotteet suunniteltiin auttamaan vastaanottajia tuottamaan vasta-aineita, jotka suojaavat Spike-proteiinia vastaan. Kuitenkin Kelly sanoi, että piikkiproteiini voi helposti mutatoitua, mikä johtaa muunnoksiin, jotka ovat syntyneet Yhdistyneessä kuningaskunnassa, Etelä-Afrikassa, Brasiliassa ja kaikkialla Yhdysvalloissa.

Toisin kuin ulompi Spike-proteiini, N-proteiini on suljettu virukseen, suojattu ympäristöpaineilta, jotka aiheuttavat Spike-proteiinin muutoksen. Veressä N-proteiini kelluu kuitenkin vapaasti sen jälkeen, kun se on vapautunut tartunnan saaneista soluista. Vapaasti vaeltava proteiini aiheuttaa voimakkaan immuunivasteen, mikä johtaa suojaavien vasta-aineiden tuotantoon. Useimmat vasta-ainetestaussarjat etsivät N-proteiinia sen selvittämiseksi, onko henkilö aiemmin saanut tartunnan viruksella - toisin kuin diagnostiset testit, jotka etsivät Spike-proteiinia sen selvittämiseksi, onko henkilö tällä hetkellä tartunnan saanut.

"Kaikki katsovat Spike-proteiinia, ja N-proteiinille tehdään vähemmän tutkimuksia", kertoi Michael Casasanta, paperin ensimmäinen kirjoittaja ja Kelly-laboratorion tutkijatohtori. ”Oli tämä aukko. Näimme mahdollisuuden - meillä oli ideoita ja resursseja nähdä, miltä N-proteiini näyttää. "

Aluksi tutkijat tutkivat ihmisiltä peräisin olevia N-proteiinisekvenssejä sekä erilaisia eläimiä, joiden uskotaan olevan pandemian mahdollisia lähteitä, kuten lepakot, sivut ja pangoliinit. Ne kaikki näyttivät samanlaisilta, mutta selvästi erilaisilta Casasantan mukaan.

"Sekvenssit voivat ennustaa jokaisen näiden N-proteiinin rakenteen, mutta et voi saada kaikkea tietoa ennusteesta - sinun täytyy nähdä todellinen 3D-rakenne", Casasanta sanoi. "Yhdistimme tekniikan nähdäksemme uuden asian uudella tavalla."

Tutkijat käyttivät elektronimikroskoopilla kuvan sekä N-proteiinista että N-proteiinin kohdasta, johon vasta-aineet sitoutuvat, käyttämällä COVID-19-potilaiden seerumia, ja kehittivät rakenteen 3D-tietokonemallin. He havaitsivat, että vasta-aineiden sitoutumiskohta pysyi samana jokaisessa näytteessä, mikä teki siitä potentiaalisen kohteen kohdella ihmisiä jollakin tunnetuista COVID-19-muunnoksista.

"Jos terapia voidaan suunnitella kohdistamaan N-proteiinin sitoutumiskohtaan, se voi auttaa vähentämään tulehdusta ja muita kestäviä immuunivasteita COVID-19: lle, erityisesti COVID-kaukoliikenteessä", Kelly sanoi viitaten ihmisiin, joilla on COVID-19-oireita kuusi viikkoa tai kauemmin.

Tiimi hankki puhdistettuja N-proteiineja, mikä tarkoittaa, että näytteet sisälsivät vain N-proteiinia, RayBiotech Life -yhtiöltä ja levittivät ne mikrosiruihin, jotka on kehitetty yhteistyössä Protochips Inc: n kanssa. Mikrosirut on valmistettu piitritridistä toisin kuin perinteisempi huokoinen hiili, ja ne sisältävät ohuet kaivot erityispäällysteillä, jotka houkuttelevat N-proteiineja pintaan. Valmistamisen jälkeen näytteet pakastettiin nopeasti ja tutkittiin kryoelektronimikroskopialla.

Kelly hyvitti joukkueensa ainutlaatuisen yhdistelmän mikrosiruja, ohuempia jäänäytteitä ja Penn State'sin edistyneitä elektronimikroskooppeja, jotka on varustettu huippuluokan ilmaisimilla, jotka on räätälöity Direct Electron -yhtiöltä suurimman tarkkuuden visualisointiin pienipainoisista molekyyleistä SARS: lta -CoV-2 toistaiseksi.

"Yhdistetty tekniikka johti ainutlaatuiseen löydökseen", Kelly sanoi. ”Aikaisemmin se oli kuin yrittäisi katsoa jotain jäätynyttä keskellä järveä. Katsomme sitä nyt jääkuution läpi. Voimme nähdä pienempiä entiteettejä, joissa on paljon enemmän yksityiskohtia ja suurempi tarkkuus. "

###

Casasanta ja Kelly ovat molemmat sidoksissa Penn State's Materials Research Institute (MRI) -yksikköön. Kirjoittajia ovat muun muassa GM Jonaid, BME ja bioinformatiikan ja genomiikan jatko-ohjelma Penn State's Huck Instituuteissa of Life Sciences; Liam Kaylor ja Maria J. Solares, BME sekä molekyyli-, solu- ja integroivien biotieteiden jatko-ohjelma Huckin instituuteissa; William Y. Luqiu, MRI ja Duke-yliopiston sähkö- ja tietotekniikan laitos; Mariah Schroen, MRI; William J. Dearnaley, BME ja MRI; Jared Wilson, RayBiotech Life; ja Madeline J.Dukes, Protochips Inc.

Kansallinen terveysinstituuttien kansallinen syöpäinstituutti ja Penn Statein biotieteiden Huck-instituuttien rakenteellisen onkologian keskus rahoittivat tämän työn.

####

Saat lisätietoja napsauttamalla tätä

Yhteydet:
Megan Lakatos
814-865-5544

@penn_state

Tekijänoikeudet © Penn State

Jos sinulla on kommentteja, kiitos Ota yhteyttä meille.

Lehdistötiedotteiden liikkeeseenlaskijat, eivät 7th Wave, Inc. tai Nanotechnology Now, ovat yksin vastuussa sisällön oikeellisuudesta.

Kirjanmerkki: