Špatné zprávy o proteinech: Jaký je koronavirus?

Virus je „prostě špatná zpráva zabalená do bílkovin“, psali biologové Jean a Peter Medawar v roce 1977.

V lednu vědci rozluštili velmi špatné zprávy: genom SARS-CoV-2, virus způsobující Covid-19. Vzorek pocházel od 41letého muže, který pracoval na trhu s mořskými plody ve Wu-chanu, kde se objevila první skupina případů.

Nyní vědci spěchají, aby pochopili tento virový recept, který může inspirovat drogy, vakcíny a další nástroje k boji proti probíhající pandemii.

Prvek RNA

Viry musí unést živé buňky, aby se replikovaly a šířily. Když koronavirus najde vhodnou buňku, vstříkne řetězec RNA, který obsahuje celý genom koronaviru.

Genom nového koronaviru má méně než 30.000 3 „písmen“. (Lidský genom má více než 29 miliardy.) Vědci identifikovali geny až pro XNUMX proteinů, které vykonávají různé práce, od kopírování koronaviru po potlačení imunitních odpovědí těla.

První řetězec písmen RNA říká:

"Auuaaagguuuauaccuucccagguaacaaaccaaccaacuuucgaucucuuguagaucuguucucuaaacgaacuuuaaaaucuguguggcugucacucggcugcaugcuuagugcacucacgcaguauaauuaauaacuaauuacugucguugacaggacacgaguaacucgucuaucuucugcaggcugcuuacgguuucguccguguugcagccgaucaucagcacaucuagguuucguccgggugugaccgaaagguaag"

Tato sekvence rekrutuje stroje v infikované buňce, aby přečetla písmena RNA - a, c, g - a převedla je na proteiny koronaviru.

Řetězec proteinů ORF1ab

První virový protein vytvořený v infikované buňce je ve skutečnosti řetězec 16 spojených proteinů. Dva z těchto proteinů fungují jako nůžky, přerušují spojení mezi různými proteiny a uvolňují je k práci. Výzkum na jiných koronaviry poskytl vědcům dobré pochopení toho, co některé proteiny SARS-CoV-2 dělají. Ale jiné proteiny jsou mnohem tajemnější a některé nemusí nic dělat.

Na obrázku výše, první řada obsahuje genom SARS-CoV-2; Na druhý řádek máme protein ORF1ac a další strukturální proteiny a v třetí řádek máme nestrukturální proteiny a další „doplňkové“ proteiny.


Cell Saboteur · NSP1

Tento protein snižuje produkci buněk infikovaných buněk. Toto sabotáž nutí buňku produkovat více virových proteinů a zabraňuje sestavení antivirových proteinů, které by mohly virus zastavit.

Tajemný protein · NSP2

Vědci si nejsou jisti, co NSP2 dělá. Ostatní proteiny, na které se váže, mohou nabídnout určité stopy. Dva z nich pomáhají pohybovat bublinami naplněnými molekulami zvanými endosomy buňkou.

Čištění a řezání · NSP3

NSP3 je velký protein, který má dvě důležité úlohy. Jedním z nich je vystřihnout další virové proteiny, aby mohly plnit své vlastní úkoly. Také mění mnoho proteinů v infikované buňce.

Normálně zdravá buňka identifikuje staré proteiny pro zničení. Koronavirus však může tyto značky odstranit, změnit rovnováhu proteinů a případně snížit schopnost buňky bojovat s virem.

Bubble maker · NSP4

V kombinaci s jinými proteiny pomáhá NSP4 vytvářet infikované tekutiny v infikovaných buňkách. V těchto bublinách se vytvářejí části pro nové kopie viru.

Proteinové nůžky · NSP5

Tento protein dělá většinu škrtů, které uvolňují jiné NSP proteiny, aby provedly svou vlastní práci.

Bubble Factory · NSP6

Spolupracuje s NSP3 a NSP4 na tvorbě bublin v továrně na viry.

Kopírovat průvodce · NSP7 a NSP8

Tyto dva proteiny pomáhají NSP12 vytvářet nové kopie genomu RNA, které by mohly skončit u nových virů.

V srdci buňky · NSP9

Tento protein infiltruje malé kanály v jádru infikované buňky, která obsahuje náš vlastní genom. Může být schopen ovlivnit pohyb molekul uvnitř a vně jádra - ale za jakým účelem nikdo neví.

Genetická kamufláž · NSP10

Lidské buňky mají antivirové proteiny, které nacházejí virovou RNA a fragmentují ji. Tento protein pracuje s NSP16 a maskuje virové geny tak, aby nebyly napadeny.

Kopírka · NSP12

Tento protein shromažďuje genetická písmena v nových virových genomech. Vědci zjistili, že antivirový remdesivir interferuje s NSP12 v jiných koronaviry a nyní probíhají studie, aby se zjistilo, zda tento lék dokáže léčit přípravek Covid-19.

Rozvíjení RNA · NSP13

Za normálních okolností je RNA viru zraněna ve složitých zákrutech a zatáčkách. Vědci se domnívají, že NSP13 jej uvolňuje, aby si ostatní proteiny mohly přečíst jeho sekvenci a vytvořit nové kopie.

Virový recenzent · NSP14

Protože NSP12 duplikuje genom koronaviru, někdy k nové kopii přidá špatný dopis. NSP14 tyto chyby eliminuje, takže lze přidat správné písmeno.

Čištění · NSP15

Vědci mají podezření, že tento protein odstraňuje RNA ze zbývajícího viru jako způsob, jak se skrýt před antivirovou obranou infikovaných buněk.

Více kamufláže · NSP16

NSP16 spolupracuje s NSP10 a pomáhá virovým genům schovat se před proteiny, které štěpí virovou RNA.

Spike · S Protein

Špičkový protein je jedním ze čtyř strukturálních proteinů - S, E, M a N -, které tvoří vnější vrstvu koronaviru a chrání vnitřní RNA. Strukturální proteiny také pomáhají sestavovat a uvolňovat nové kopie viru.

Proteiny S tvoří významné vrcholy na povrchu viru a organizují se ve skupinách po třech. Tyto hroty ve tvaru koruny pojmenovávají koronaviry.

Část píku se může rozšířit a vázat na protein zvaný ACE2 (žlutě níže), který se objevuje ve specifických buňkách v lidských dýchacích cestách. Virus pak může napadnout buňku.

Gen spike proteinu v SARS-CoV-2 má inzerci 12 genetických písmen: ccucggcgggca. Tato mutace může pomoci páteři pevně se vázat na lidské buňky - klíčový krok v jejich vývoji z viru, který infikoval netopýry a jiné druhy.

Několik vědeckých týmů navrhuje vakcíny, které mohou zabránit tomu, aby se píky připojovaly k lidským buňkám.

Escape Artist · ORF3a

Genom SARS-CoV-2 také kóduje skupinu tzv. "Doplňkových proteinů". Pomáhají změnit prostředí v infikované buňce a usnadňují tak replikaci viru.

Protein ORF3a otevírá otvor v membráně infikované buňky, což usnadňuje únik nových virů. Způsobuje také zánět, jeden z nejnebezpečnějších příznaků Covid-19.

Obalový protein · E

Protein obálky je strukturální protein, který pomáhá tvořit mastnou bublinu viru. Můžete také mít práci, když je virus uvnitř buňky. Vědci zjistili, že se váže na proteiny, které pomáhají aktivovat a deaktivovat naše vlastní geny. Je možné, že se vzor změní, když protein E interferuje.

Membránový protein · M

Další strukturální protein, který tvoří část vnějšího obalu viru.

Blokátor signálu · ORF6

Tento doplňkový protein blokuje signály, které infikovaná buňka vysílá do imunitního systému. Blokuje také některé vlastní proteiny bojující s virem, stejné cíle jiných virů, jako je obrna a chřipka.

Poskytovatel virů · ORF7a

Když se nové viry snaží uniknout z buňky, buňka je dokáže zachytit proteiny zvanými tetherin. Některé výzkumy naznačují, že ORF7a snižuje přísun tetherinu z infikovaných buněk, což umožňuje úniku více virů. Vědci také zjistili, že protein může spustit infikované buňky spáchat sebevraždu - což přispívá k poškození, které Covid-19 způsobuje na plicích.

Tajemný protein · ORF8

Gen tohoto doplňkového proteinu je v SARS-CoV-2 dramaticky odlišný než v jiných koronaviry. Vědci debatují o tom, co dělat.

Nukleokapsidový protein · N

Protein N chrání RNA před virem a udržuje jej v viru stabilní. Mnoho N proteinů se váže v dlouhé spirále, obaluje a obaluje RNA:

Protein N chrání RNA před virem a udržuje jej v viru stabilní. Mnoho N proteinů se váže v dlouhé spirále, obaluje a obaluje RNA:

Tajemný protein · ORF10

Blízcí příbuzní viru SARS-CoV-2 nemají gen pro tento malý doplňkový protein, takže je těžké vědět, k čemu je to ještě - nebo dokonce, pokud z něj virus vytvoří proteiny.

Genom koronaviru končí úsekem RNA, který narušuje buněčný mechanismus produkce proteinů. Poté zmizí jako opakovaná sekvence aaaaaaaaaaaa na

"caaucuuuaaucagugugaacauuagggaggacuacauaagagccaccacauuuucaccgaggccacgcggaguacgaucgaguguacagugaaaaaacacuaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"

poznámka: Čtyři písmena DNA jsou A, C, G a T. V molekulách RNA, jako je genom coronavirus, je T (thymin) nahrazen U (uracil).

Zdroje: Fan Wu a kol., Nature; Národní centrum pro biotechnologické informace; Dr. David Gordon, Kalifornská univerzita, San Francisco; Dr. Matthew B. Frieman a Dr. Stuart Weston, Lékařská fakulta University of Maryland; Dr. Pleuni Pennings, Státní univerzita v San Franciscu; Virology Journal; Roční virologický přehled.

Zdroje modelu: Coronavirus by Maria Voigt, RCSB Protein Data Bank se sídlem na Rutgers University - New Brunswick; Ribosome od Heena Khatter a kol., Nature; Proteiny z Yang Zhang Research Group, University of Michigan.

zdroj: NY Times

0 0 hlasovat
Hodnocení článku
PŘIHLÁSIT SE K ODBĚRU
Upozornit na
host

Tyto stránky používají Akismet k omezení spamu. Zjistěte, jak jsou zpracovávány vaše zpětná vazby.

0 Komentáře
Vložené zpětné vazby
Zobrazit všechny komentáře