• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
19.09.2022
Михаил Орлов
312

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. / Автор: Messiena Lucretius

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
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 11:39
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

Вчера, 15:43
Полина Меньшова

Настольные игры, как и многие другие групповые виды досуга, положительно влияют на психическое здоровье человека, обеспечивая социальное взаимодействие и отвлекая от рутины. Однако эффект игры «Подземелье и драконы» оказался более разносторонним.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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