У світі паразитів багато бактеріальні або грибкові патогени можуть виживати самі по собі, не заражаючи клітини-господаря. Але віруси не можуть. Замість цього вони повинні проникати всередину клітин, щоб розмножуватися, де вони використовують власний біохімічний механізм для створення нових вірусних частинок і поширюються на інші клітини або окремих людей. Як і клітинна життя, самі коронавіруси оточені жировою оболонкою. Щоб проникнути всередину клітини, вони використовують білки (або глікопротеїни, оскільки вони часто покриті слизькими молекулами цукру), щоб злити свою власну мембрану з мембраною клітин і таким чином клітку захопити. Одним з таких вірусних глікопротеїнів є спайковий білок коронавірусів. З огляду на появу нових штамів коронавируса SARS-CoV-2, інтерес широкої громадськості до спайковую білку сильно зріс. Виявилося, нові варіанти COVID-19 несуть в собі кілька специфічних змін в спайковую білку в порівнянні з іншими спорідненими варіантами.
спайковую білки
Однією з ключових біологічних характеристик коронавируса SARS-CoV-2, як і деяких інших вірусів, є наявність спайкових білків, які дозволяють цим вірусам проникати в клітини господаря і викликати інфекцію. Як правило, вірусна оболонка коронавирусов складається з трьох білків, які включають мембранний білок (M), білок оболонки (E) і спайковий білок (S).
Білок S або спайковий білок складається з 1160-1400 амінокислот, в залежності від типу вірусу. У порівнянні з білками M і E, які в основному беруть участь в складанні вірусу, білок S грає вирішальну роль в проникненні в клітини господаря та ініціювання інфекції. Примітно, що саме присутність S-білків на коронавірус призводить до появи шіповідних виступів на їх поверхні.
Фахівці відзначають, що S-білки коронавирусов можна розділити на дві важливі функціональні субодиниці, які включають N-кінцеву S1-субодиницю, що утворить кулясту головку S-білка, і С-кінцеву S2-область, безпосередньо вбудовану в вірусну оболонку. При взаємодії з потенційною кліткою-хазяїном субодиниця S1 розпізнає і зв'язується з рецепторами на клітці-хазяїні, в той час як субодиниця S2, яка є найбільш консервативним компонентом білка S, відповідає за злиття оболонки вірусу з мембраною клітини-господаря.
Це цікаво: Російська вакцина «Супутник-V» визнана ефективною і безпечною
Примітно, що без білка S віруси, подібні SARS-CoV-2, ніколи не змогли б взаємодіяти з клітинами потенційних господарів, таких як тварини і люди. Саме з цієї причини білок S являє собою ідеальну мішень для досліджень вакцин і противірусних препаратів. Крім своєї ролі в клітці, S-білок вірусів, зокрема COVID-19, є основним індуктором нейтралізують антитіл (nAbs). NABS - це захисні антитіла, які природним чином виробляються нашою імунною системою.
Спайковую білок і вакцини
Наші клітини еволюціонували, щоб відображати вторгнення вірусів. Однією з основних захисних сил клітинної життя від загарбників є її зовнішня оболонка, яка складається з жирового шару, що містить всі ферменти, білки і ДНК, що становлять клітку. Через біохімічної природи жирів зовнішня поверхня сильно відштовхує віруси, які повинні подолати цей бар'єр, щоб отримати доступ до клітки.
З огляду на, наскільки важливий спайковий білок для вірусу, дія багатьох противірусних вакцин або ліків націлені на вірусні глікопротеїни. Вакцини проти SARS-CoV-2, вироблені Pfizer / BioNTech і Moderna, дають інструкції нашої імунної системи, щоб зробити свою власну версію спайкового білка, що відбувається незабаром після імунізації. Виробництво спайкового білка всередині наших клітин потім запускає процес виробництва захисних антитіл і Т-клітин.
У вірусу, що викликає лихоманку Ебола має один спайковий білок, у вірусу грипу - два, а у вірусу простого герпесу - п'ять.
Як пише The Conversation, Однією з найбільш важливих особливостей спайкового білка SARS-CoV-2 є те, як він переміщається або змінюється з плином часу в ході еволюції вірусу. Кодується в вірусному геномі білок може мутувати і змінювати свої біохімічні властивості в міру розвитку вірусу.
Більшість мутацій не приносять користі і або зупиняють роботу спайкового білка, або не впливають на його функцію. Але деякі з них можуть викликати зміни, які дають нової версії вірусу виборче перевагу, роблячи його більш передається або інфекційним. Один із способів, яким це може статися - мутація в частині спайкового білка, яка перешкоджає зв'язуванню з ним захисних антитіл. Інший спосіб полягає в тому, щоб зробити шипи «більш липкими» для наших клітин.
Хочете завжди бути в курсі останніх новин зі світу популярної науки і високих технологій? Підписуйтесь на наш новинний канал Telegram. Там ви знайдете анонси свіжих новин нашого сайту!
Ось чому нові мутації, які змінюють функції спайкового білка або білка S, викликають особливе занепокоєння - вони можуть вплинути на те, як ми контролюємо поширення SARS-CoV-2. Нові варіанти, нещодавно виявлені в Великобританії і ПАР, мають мутації в частинах білка S, що беруть участь в проникненні всередину ваших клітин. Подальші дослідження та лабораторні експерименти допоможуть вченим з'ясувати якщо - і як - ці мутації значно змінюють спайковий білок, і залишаються наші поточні заходи контролю ефективними.