12 сентября 2022, 21:00

Ученые МГУ создали карту распределения электрического потенциала на оболочке коронавируса

Биоинформатика
Вирусология
Биофизика

Сотрудники биологического факультета МГУ создали первую полную электростатическую карту поверхности SARS-CoV-2. Она показывает распределение зарядов на компонентах оболочки коронавируса и позволяет предсказывать сайты связывания заряженных молекул с поверхностью вирионов.

Ученые МГУ создали карту распределения электрического потенциала на оболочке коронавируса
Распределение электростатического потенциала на оболочке вируса SARS-CoV-2 и сайты связывания поликатионного противовирусного соединения на примере производного фталоцианина цинка. Поверхность вириона окрашена в соответствии с величиной электростатического потенциала от -50 мВ (красный) до +50 мВ (синий). Молекулы производного фталоцианина цинка визуализированы в виде бирюзовых сфер
Источник: Владимир Федоров

Электростатические взаимодействия являются важными для функционирования вирусов — ими определяются их взаимодействия с клетками-хозяевами, антителами, лекарственными веществами, различными материалами. Чтобы разрабатывать новые методы борьбы с вирусными инфекциями, важно понимать, как именно распределены заряды по поверхности патогена. 

Используя крупнозернистую модель вирусной оболочки, созданную профессорами Дмитрием Коркиным (Политехнический институт Вустера, США) и Сивертом Марринком (Университет Гронингена, Нидерланды) с коллегами, сотрудники биологического факультета МГУ разработали электростатическую карту SARS-CoV-2. В мембрану оболочки коронавируса, которая включала более 90 000 молекул различных нейтральных и отрицательно заряженных липидов, были встроены 1003 М-белка (мембранных), 25 гликозилированных S-белков (белки-шипы, обеспечивающие инфицирование клеток) и 2 Е-белка (малые мембранные).

«Оказалось, что оболочка коронавируса SARS-CoV-2, хотя и обладает суммарным положительным зарядом (+8856), однако имеет крайне неоднородное поле электростатического потенциала с большими чередующимися областями положительного и отрицательного потенциала. Области отрицательного электростатического потенциала на поверхности коронавируса генерируются заряженными аминокислотами S-белков, а также молекулами отрицательно заряженных липидов, склонных к образованию доменов и колокализации с положительно заряженными М- и Е-белками», — поясняет первый автор статьи, к.ф.-м.н., научный сотрудник кафедры биофизики биологического факультета МГУ Владимир Федоров.

«Созданная электростатическая карта поверхности SARS-CoV-2 объясняет возможность взаимодействия положительно заряженных молекул противовирусных соединений с поверхностью коронавирусов, имеющей одноименный общий положительный заряд, а также позволяет выявлять на поверхности коронавируса сайты связывания заряженных молекул и противовирусных соединений», — резюмирует соавтор статьи, д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник кафедры биофизики биологического факультета МГУ Илья Коваленко.

Источник:  Пресс-служба МГУ

Публикации из новости

Electrostatic Map of the SARS-CoV-2 Virion Specifies Binding Sites of the Antiviral Cationic Photosensitizer
Fedorov V., Kholina E., Khruschev S., Kovalenko I., Rubin A., Strakhovskaya M.
Q1 International Journal of Molecular Sciences 2022 цитирований: 0
Open Access
Open access