Temuan baru tentang protein SARS-CoV-2 menjelaskan kemampuan virus untuk menginfeksi sel – Sains Terkini

Dalam perang melawan virus corona, para peneliti SARS-CoV-2 dari berbagai lembaga penelitian di Jerman telah menggabungkan sumber daya mereka untuk mempelajari lonjakan protein di permukaan virus. Dengan lonjakannya, virus mengikat sel manusia dan menginfeksi mereka. Studi tersebut memberikan wawasan yang mengejutkan tentang protein lonjakan, termasuk kebebasan bergerak yang tak terduga dan lapisan pelindung untuk menyembunyikannya dari antibodi. Hasilnya dipublikasikan di Ilmu.


Pada awal infeksi COVID-19, virus corona SARS-CoV-2 masuk ke sel manusia menggunakan protein seperti lonjakan di permukaannya. Protein lonjakan berada di pusat pengembangan vaksin karena memicu respons imun pada manusia. Sekelompok ilmuwan Jerman, termasuk anggota European Molecular Biology Laboratory (EMBL) di Heidelberg, Max Planck Institute of Biophysics, Paul-Ehrlich-Institut, dan Goethe University Frankfurt telah berfokus pada struktur permukaan virus untuk mendapatkan wawasan dapat digunakan untuk pengembangan vaksin dan terapi efektif untuk mengobati pasien yang terinfeksi.

Tim tersebut menggabungkan cryo-electron tomography, subtomogram averaging, dan simulasi dinamika molekul untuk menganalisis struktur molekul dari protein lonjakan di lingkungan alaminya, pada virion utuh, dan dengan resolusi mendekati atom. Dengan menggunakan fasilitas pencitraan cryo-electron microscopy EMBL, 266 cryotomogram dari sekitar 1000 virus yang berbeda dihasilkan, masing-masing membawa rata-rata 40 paku di permukaannya. Rata-rata subtomogram dan pemrosesan gambar, dikombinasikan dengan simulasi dinamika molekuler, akhirnya memberikan informasi struktural yang penting dan baru tentang lonjakan ini.

Hasilnya mengejutkan: data menunjukkan bahwa bagian globular dari protein lonjakan, yang berisi daerah pengikat reseptor dan mesin yang diperlukan untuk fusi dengan sel target, terhubung ke batang fleksibel. "Bagian bola atas spike memiliki struktur yang direproduksi dengan baik oleh protein rekombinan yang digunakan untuk pengembangan vaksin," jelas Martin Beck, pemimpin kelompok EMBL dan direktur Max Planck Institute (MPI) Biofisika. "Namun, temuan kami tentang tangkai, yang memperbaiki bagian bola protein lonjakan ke permukaan virus, masih baru."

"Batangnya diharapkan cukup kaku," tambah Gerhard Hummer, dari MPI Biofisika dan Institut Biofisika di Goethe University Frankfurt. "Tetapi dalam model komputer kami dan dalam gambar yang sebenarnya, kami menemukan bahwa batangnya sangat fleksibel." Dengan menggabungkan simulasi dinamika molekuler dan cryo-electron tomography, tim mengidentifikasi tiga sendi – pinggul, lutut, dan pergelangan kaki – yang memberikan kelenturan pada tangkai.


"Seperti balon pada tali, paku tampak bergerak di permukaan virus dan dengan demikian dapat mencari reseptor untuk berlabuh ke sel target," jelas Jacomine Krijnse Locker, pemimpin kelompok di Paul-Ehrlich-Institut . Untuk mencegah infeksi, lonjakan ini ditargetkan oleh antibodi. Namun, gambar dan model juga menunjukkan bahwa seluruh protein lonjakan, termasuk batangnya, ditutupi rantai glycans – molekul mirip gula. Rantai ini menyediakan semacam lapisan pelindung yang menyembunyikan lonjakan dari antibodi penetral: temuan penting lainnya dalam perjalanan menuju vaksin dan obat-obatan yang efektif.

Referensi:

Bahan disediakan oleh Laboratorium Biologi Molekuler Eropa. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.