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. Исследование проходило при поддержке РФФИ (проект № 20-04-60084), его результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Рисунок 1
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.
Работа проходила в рамках проекта РФФИ 20-04-60084 «Фундаментальные механизмы окислительной деструкции вирионов при фотодинамической эрадикации коронавирусов», руководителем которого выступила доцент кафедры синтетической биологии биологического факультета МГУ д.б.н. Марина Страховская. Исследование выполнили сотрудники кафедр биофизики и синтетической биологии биологического факультета МГУ к.ф.-м.н. Владимир Федоров, к.б.н. Екатерина Холина, к.б.н. Сергей Хрущев, д.ф.-м.н. Илья Коваленко, д.б.н. Марина Страховская и академик РАН Андрей Рубин.
Рисунок 1. 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, биологический факультет МГУ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ
