• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
19 сентября
Михаил Орлов
181

Ученые из МГУ рассчитали электростатический потенциал на поверхности коронавируса

3.6

Российские биофизики и синтетические биологи использовали компьютерное моделирование, чтобы получить карту распределения электростатических зарядов на поверхности частицы SARS-CoV-2. Это поможет понять, как коронавирус взаимодействует с клеткой и противовирусными средствами.

Распределение электростатического заряда на поверхности SARS-CoV-2 (синим показан более отрицательный, красным — более положительный)
Распределение электростатического заряда на поверхности SARS-CoV-2 (синим показан более отрицательный, красным — более положительный) / © V. Fedorov et al.

Пандемия коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2, стала беспрецедентным вызовом для здравоохранения и науки. Поэтому возбудитель Covid-19 наряду с другими представителями того же семейства (SARS-CoV, MERS-CoV и так далее) продолжают активно исследовать ученые разных специальностей — отнюдь не только вирусологии и иммунологии.

Не остались в стороне и биофизики, которые изучают биологические объекты с помощью физических методов и компьютерных расчетов. Так, коллектив сотрудников биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, а именно — кафедр биофизики и синтетической биологии, выяснил, как на поверхности вириона SARS-CoV-2 распределен электростатический заряд.

Электростатические взаимодействия — это притяжение и отталкивание молекул и их частей, которые возникают из-за неравномерного распределения по ним электронов, то есть их заряда. В жизни вирусной частицы это свойство играет важную роль, поскольку влияет на ее взаимодействия с клеткой-хозяином, антителами (которые использует иммунная система), лекарствами и различными поверхностями.

Применив модель со средним разрешением, разработанную коллегами из США и Нидерландов, авторы статьи в International Journal of Molecular Science создали подробную карту, которая описывает заряд поверхности SARS-CoV-2.

Оказалось, в целом поверхность вируса заряжена положительно: если сложить все отрицательные и положительные заряды, суммарное значение вторых окажется больше. В то же время заряд вириона очень неоднороден: он имеет крупные участки как с положительным, так и с отрицательным зарядом.

Первые связаны с имеющими отрицательный заряд молекулами спайкового белка (S-белка), а также отрицательно заряженными липидами (молекулами, образующими мембрану вирусной частицы). Такие липиды склонны образовывать домены («островки»), зачастую вокруг расположенных на поверхности вириона M- и Е-белков (они, напротив, заряжены положительно).

При этом белки E могут образовывать пентамеры — комплексы из пяти одинаковых молекул — на внешней поверхности мембраны и вместе с окружающими их липидами формируют заряженные отрицательно «кольца».

В отдельном вычислительном эксперименте с помощью броуновской динамики моделировали взаимодействия SARS-CoV-2 с противовирусным средством — производным фталоцианина. Это соединение имеет свойство фотодинамического красителя, то есть под воздействием света генерирует свободные радикалы, способные разрушать вирусную частицу. Авторы статьи и их коллеги сейчас продолжают проект, в котором надеются использовать этот так называемый фотодинамический эффект для уничтожения SARS-CoV-2 и прочих вирусов.

Поскольку рассмотренное вещество представляет собой катион (ион с положительным зарядом), оно избирательно связывало отрицательно заряженные области вириона коронавируса.

«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», — подвел итог один из авторов, доктор физико-математических наук и ведущий научный сотрудник кафедры биофизики Илья Коваленко.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 10:39
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

Вчера, 11:40
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

5 часов назад
Сергей Васильев

Уран вращается практически на боку, и новая модель объясняет это влиянием крупного спутника, который в конце концов разрушился и упал на планету. Если идея верна, то сегодня через аналогичный процесс проходят Юпитер и Сатурн.

Позавчера, 10:39
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

30 сентября
Василий Парфенов

В конце сентября, по не установленным пока причинам, возникли утечки на газопроводах «Северный поток». Многие издания и пользователи интернета уже подробно проанализировали (и продолжают обсуждать), каковы политические и экономические последствия этого инцидента. В свою очередь, Naked Science постарается оценить, чем обернется происшествие с точки зрения безопасности судоходства и экологии, а также есть ли шанс на восстановление подводных трубопроводов.

Вчера, 11:40
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

6 сентября
Александр Березин

Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: