Сайт связывания антитела сохраняется во всех вариантах вируса COVID-19: структурное открытие может иметь значение в качестве терапевтической мишени для всех вариантов SARS-CoV-2

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > Сайт связывания антител сохраняется во всех вариантах вируса COVID-19: структурное открытие может иметь значение в качестве терапевтической мишени для всех вариантов SARS-CoV-2.

Исследовательская группа штата Пенсильвания обнаружила, что белок N SARS-CoV-2 консервативен во всех пандемических коронавирусах, связанных с SARS (вверху слева: SARS-CoV-2, циветта, SARS-CoV, MERS). Белок отличается от других коронавирусов, например тех, которые вызывают простуду (внизу слева: OC43, HKU1, NL63 и 229E). КРЕДИТ Kelly Lab/Penn State

Абстрактные:
По мнению группы исследователей из штата Пенсильвания, крошечный белок SARS-CoV-2, коронавируса, вызывающего COVID-19, может иметь большое значение для будущих методов лечения.

Сайты связывания антител сохранены во всех вариантах вируса COVID-19: структурное открытие может иметь значение в качестве терапевтической мишени для всех вариантов SARS-CoV-2

Юниверсити-Парк, Пенсильвания | Опубликовано 9 апреля 2021 г.

Using a novel toolkit of approaches, the scientists uncovered the first full structure of the Nucleocapsid (N) protein and discovered how antibodies from COVID-19 patients interact with that protein. They also determined that the structure appears similar across many coronaviruses, including recent COVID-19 variants — making it an ideal target for advanced treatments and vaccines. They reported their results in Nanoscale.

“We discovered new features about the N protein structure that could have large implications in antibody testing and the long-term effects of all SARS-related pandemic viruses,” said Deb Kelly, professor of biomedical engineering (BME), Huck Chair in Molecular Biophysics and director of the Penn State Center for Structural Oncology, who led the research. “Since it appears that the N protein is conserved across the variants of SARS-CoV-2 and SARS-CoV-1, therapeutics designed to target the N protein could potentially help knock out the harsher or lasting symptoms some people experience.”

Most of the diagnostic tests and available vaccines for COVID-19 were designed based on a larger SARS-CoV-2 protein — the Spike protein — where the virus attaches to healthy cells to begin the invasion process.

Вакцины Pfizer/BioNTech и Moderna были разработаны, чтобы помочь реципиентам вырабатывать антитела, защищающие от белка Spike. Однако, по словам Келли, белок Spike может легко мутировать, в результате чего его варианты появляются в Великобритании, Южной Африке, Бразилии и на всей территории Соединенных Штатов.

Unlike the outer Spike protein, the N protein is encased in the virus, protected from environmental pressures that cause the Spike protein to change. In the blood, however, the N protein floats freely after it is released from infected cells. The free-roaming protein causes a strong immune response, leading to the production of protective antibodies. Most antibody-testing kits look for the N protein to determine if a person was previously infected with the virus — as opposed to diagnostic tests that look for the Spike protein to determine if a person is currently infected.

“Everyone is looking at the Spike protein, and there are fewer studies being performed on the N protein,” said Michael Casasanta, first author on the paper and a postdoctoral fellow in the Kelly laboratory. “There was this gap. We saw an opportunity — we had the ideas and the resources to see what the N protein looks like.”

Первоначально исследователи исследовали последовательности белка N у людей, а также у различных животных, которые считаются потенциальными источниками пандемии, таких как летучие мыши, циветты и ящеры. По словам Касасанты, все они выглядели одинаково, но совершенно по-разному.

“The sequences can predict the structure of each of these N proteins, but you can’t get all the information from a prediction — you need to see the actual 3D structure,” Casasanta said. “We converged the technology to see a new thing in a new way.”

Исследователи использовали электронный микроскоп для изображения как белка N, так и участка на белке N, где связываются антитела, используя сыворотку пациентов с COVID-19, и разработали 3D-компьютерную модель структуры. Они обнаружили, что сайт связывания антитела оставался одинаковым во всех образцах, что делало его потенциальной мишенью для лечения людей с любым из известных вариантов COVID-19.

“If a therapeutic can be designed to target the N protein binding site, it might help reduce the inflammation and other lasting immune responses to COVID-19, especially in COVID long haulers,” Kelly said, referring to people who experience COVID-19 symptoms for six weeks or longer.

Команда закупила очищенные N-белки (то есть образцы содержали только N-белки) у RayBiotech Life и применила их к микрочипам, разработанным в сотрудничестве с Protochips Inc. Микрочипы изготовлены из нитрида кремния, в отличие от более традиционного пористого углерода, и содержат тонкие лунки со специальным покрытием, притягивающим N-белки к своей поверхности. После приготовления образцы подвергали быстрой заморозке и исследовали с помощью криоэлектронной микроскопии.

Kelly credited her team’s unique combination of microchips, thinner ice samples and Penn State’s advanced electron microscopes outfitted with state-of-the-art detectors, customized from the company Direct Electron, for delivering the highest-resolution visualization of low-weight molecules from SARS-CoV-2 so far.

“The technology combined resulted in a unique finding,” Kelly said. “Before, it was like trying to look at something frozen in the middle of the lake. Now, we’re looking at it through an ice cube. We can see smaller entities with many more details and higher accuracy.”

###

Casasanta and Kelly are both also affiliated with Penn State’s Materials Research Institute (MRI). Co-authors include G.M. Jonaid, BME and Bioinformatics and Genomics Graduate Program in Penn State’s Huck Institutes of the Life Sciences; Liam Kaylor and Maria J. Solares, BME and Molecular, Cellular, and Integrative Biosciences Graduate Program in the Huck Institutes of the Life Sciences; William Y. Luqiu, MRI and Department of Electrical and Computer Engineering at Duke University; Mariah Schroen, MRI; William J. Dearnaley, BME and MRI; Jared Wilson, RayBiotech Life; and Madeline J. Dukes, Protochips Inc.

Эту работу финансировали Национальный институт рака Национальных институтов здравоохранения и Центр структурной онкологии Института наук о жизни Хака в штате Пенсильвания.

####

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Меган Лакатос
814-865-5544

@penn_state

Авторские права © Penn State

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: