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 Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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