Ученые из МГУ рассчитали электростатический потенциал на поверхности коронавируса
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии