Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 11 °C
Yağışlı

Coronavirus Nasıl Durdurulur: COVID-19’un Viral Replikasyon Mekanizmasının 3D Atomik Haritası

31.10.2020
153
A+
A-
Coronavirus Nasıl Durdurulur: COVID-19’un Viral Replikasyon Mekanizmasının 3D Atomik Haritası

Yeni koronavirüsün nasıl davrandığını ve nasıl durdurulabileceğini daha iyi anlamak için bilim adamları, SARS-CoV-2 çoğalması için kritik olan bir enzim molekülündeki her atomun konumunu ortaya çıkaran üç boyutlu bir haritayı tamamladılar.

Enerji Bakanlığı’nın Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, virüsün replikasyon mekanizmasını bloke etmek için tasarlanmış ilaç inhibitörlerinin etkinliğini artırmak için önemli bilgileri tanımlamak için nötron saçılımını kullandılar. Araştırma Journal of Biological Chemistry’de yayınlandı.

COVID-19 hastalığına neden olan SARS-CoV-2 virüsü, yaklaşık 1.900 amino asit kalıntısından oluşan uzun protein zincirlerini ifade eder. Virüsün çoğalması için, bu zincirlerin ana proteaz adı verilen bir enzim tarafından parçalanması ve daha küçük iplikler halinde kesilmesi gerekir.

Aktif proteaz enzimi, hidrojen bağları ile bir arada tutulan iki özdeş protein molekülünden oluşur. Proteaz aktivitesini engelleyen veya bloke eden bir ilaç geliştirmek, virüsün çoğalmasını ve vücuttaki diğer hücrelere yayılmasını önleyecektir.

Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı | Enerji Bölümü – Tennessee/ABD

ORNL’den Andrey Kovalevsky, ilgili yazar, “Bu yeni bilgi, inhibitör moleküllerinin amaçlanan hedeflere çok sıkı bir şekilde bağlanmasını ve proteazı devre dışı bırakmasını sağlayan daha yüksek bir özgüllük derecesine sahip inhibitörleri tasarlamak için tam olarak ihtiyaç duyulan şeydir” dedi.

Nötron deneyleri ilk olarak, protein zincirlerinin kesildiği amino asitleri içeren bölgenin elektrik yüklü reaktif durumda olduğunu ve daha önce kabul edilen inanışların aksine dinlenme veya nötr durumda olmadığını ortaya çıkardı.

İkincisi, inhibitörlerin proteaz enzimine bağlanacağı yerlerdeki her hidrojen atomunun yerini ve ilgili amino asitlerin elektrik yüklerini haritaladılar.

Deneyler ayrıca enzimi bir arada tutan ve protein zincirlerini kesmeye yönelik kimyasal süreci başlatmasını sağlayan protein molekülleri arasındaki tüm hidrojen bağı ağının haritasını çıkardı.

“Proteinlerdeki atomların yarısı hidrojendir. Kovalevsky, bu atomlar enzimatik işlevde anahtar oyunculardır ve ilaçların nasıl bağlandığı için çok önemlidir.”

“Bu hidrojenlerin nerede olduğunu ve elektrik yüklerinin protein içinde nasıl dağıldığını bilmiyorsak, enzim için etkili inhibitörler tasarlayamayız.”

Nötron Dedektörü Dizisi

Ekibin nötron çalışması, Nature Communications dergisinde yayınlanan önceki araştırmaya dayanıyor ve proteaz enziminin eksiksiz bir atomik yapısını oluşturuyor.

Araştırmacılar, küresel pandemiye yönelik çözümleri hızlandırmak için her iki makale de yayınlanmadan önce verilerini bilimsel topluluğun kullanımına açtılar.

Nötronlar, biyolojik yapıları incelemek için ideal problardır çünkü tahribatsızdırlar ve hidrojen gibi hafif elementlere karşı oldukça hassastırlar.

Nötron saçılma deneyleri, ORNL’de Yüksek Akı İzotop Reaktöründe ve Spallasyon Nötron Kaynağında gerçekleştirildi. Protein örnekleri, Yapısal Moleküler Biyoloji Merkezi’ndeki bitişik tesislerde sentezlendi.

İzotop Reaktörü

Bu, şimdiye kadar üretilmiş bir proteinin en hızlı nötron yapısı olabilir. Mayıs ayında nötron deneylerine başladık ve beş ay içinde sonuçlarımızı alıp yayınladık.

ORNL muhabirliği yazarı Leighton Coates, bu genellikle yıllar süren bir şey ”dedi. “Bu çalışma Oak Ridge’de neler yapabileceğimizi gösteriyor. Baştan sona her şey burada yapıldı. Proteinler ifade edildi, saflaştırıldı ve kristalize edildi ve tüm veriler sahada toplandı ve analiz edildi – tamamen dikey olarak entegre bir yaklaşım. “

Ekip şimdi yeni elde edilen bilgileri, gelişmiş COVID-19 terapötikleri üretmek için ilaç molekülü adaylarının bağlanma özelliklerini araştırmak için kullanacak.

ORNL’den Daniel Kneller, çalışmanın ilk yazarı, “Bu, bir kişinin bir koronavirüs proteininin nötron yapısını ilk kez elde etmesi değil, aynı zamanda bu sınıf proteaz enzimlerine nötron kullanarak ilk kez bakan kişi” dedi. “Topluma en çok ihtiyaç duyduğu anda hizmet eden olağanüstü bir nötron kristalografisi örneği.”

Referanslar:

Daniel W. Kneller, Gwyndalyn Phillips, Kevin L Weiss, Swati Pant, Qiu Zhang, Hugh M O’Neill, Leighton Coates ve Andrey Kovalevsky, “Nötron kristalografisi ile ortaya çıkan SARS-CoV-2 ana proteazının alışılmadık zwitteriyonik katalitik bölgesi”, Journal of Biological Chemistry.

Daniel W. Kneller, Gwyndalyn Phillips, Hugh M. O’Neill, Robert Jedrzejczak, Lucy Stols, Paul Langan, Andrzej tarafından “SARS-CoV-2 3CL M pro aktif saha boşluğunun yapısal plastisitesi oda sıcaklığında X-ışını kristalografisi ile ortaya çıkarılmıştır” Joachimiak, Leighton Coates ve Andrey Kovalevsky, 24 Haziran 2020, Nature Communications.

Kneller, Coates ve Kovalevsky’ye ek olarak, makalenin ortak yazarları arasında Gwyndalyn Phillips, Kevin L. Weiss, Swati Pant, Qiu Zhang ve Hugh M. O’Neill bulunmaktadır.

ORNL’deki COVID-19 araştırması, COVID-19’a yanıt vermeye odaklanan bir DOE ulusal laboratuvarları konsorsiyumu olan Ulusal Sanal Biyoteknoloji Laboratuvarı aracılığıyla, Koronavirüs CARES Yasası tarafından sağlanan fonla kısmen DOE Bilim Ofisi tarafından desteklenmektedir.

HFIR ve SNS, DOE Office of Science Kullanıcı Tesisleridir.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.