Команда исследователей из Департамента энергетики Ок-Ридж и Национальной лаборатории Аргонн выполнил первые комнатной температуры рентгеновских замеров на торс-ков-2 основных протеазы — фермент, который позволяет вирусу размножаться.
Измерения рентгеновского отметить важный первый шаг в конечная цель исследователей построения комплексной 3D-модели ферментативного белка. Модель будет использована для продвижения суперкомпьютерных симуляций, направленных на поиск ингибиторов препарата блокировать механизм репликации вируса и помочь положить конец пандемии COVID-19. Результаты своих исследований общедоступными и были опубликованы в журнале Nature.
SARS-коронавирус-2-это вирус, который вызывает болезнь COVID-19. Вирус размножается выражая длинные цепочки белков, которые должны быть сокращены на более мелкие длины фермент протеаза.
«Протеаза необходима для вирусной жизненного цикла. Белок в форме сердца на День Валентина, но это действительно сердце вируса, что позволяет его копировать и распространять. Если вы ингибируют протеазы и остановить сердце, вирус не может производить белки, необходимые для репликации. Поэтому протеазы является столь важной целевой наркотиков», — сказал ORNL, США Андрей Ковалевский, автор. В то время как структура известна из заморожена кристаллы, «это первый раз, когда структура этого фермента была измерена при комнатной температуре, что является существенным, потому что он рядом физиологических температур, в котором клетки функционируют.»
Построение полной модели структуры белка требует идентификации каждого элемента в структуре и как они устроены. Рентгеновские лучи идеально подходят для обнаружения тяжелых элементов, таких как углерод, азот и атомы кислорода. Из-за интенсивности рентгеновских лучей в самых масштабных синхротронного зал, биологических образцов, как правило, должны быть криогенно заморожены около 100 тыс, или примерно минус 280 градусов по Фаренгейту, чтобы противостоять радиации достаточно долго, чтобы быть собраны сведения.
Для продления срока службы закристаллизованных образцов белка и измерить их при комнатной температуре, исследователи ORNL, США росли кристаллы большего размера, чем требуется для синхротронного крио-исследования и используемых в рентгеновский аппарат, который имеет менее интенсивный луч.
«Выращивание кристаллов белков и сбора данных-это кропотливый и трудоемкий процесс. В то время, как правило, требуется подготовить и отправить образец к синхрофазотрон, нам удалось вырастить кристаллы, снять мерки и начать анализировать данные», — сказал ORNL, США Даниэль Кнеллер, первый автор исследования. «И, когда есть пандемии со многими учеными, предназначенный для изучения этой проблемы, не проходит и дня, чтобы сэкономить.»
Фермент протеаза состоит из цепочки аминокислот с повторяющимся узором азот-углерод-углеродных атомов, которые составляют основу протеинов. Боковые группы аминокислотных строительных блоков, или «остатков» простираются от каждого из центральной магистрали атомов углерода. Фермент сложить в конкретных 3D фигуру, создавая специальные карманы, где молекулы лекарства будет придавать.
Исследование показало значительные структурные различия между ориентациями позвоночника и некоторых остатков в помещении-температуры и криогенных образцов. Исследование предполагает, что замораживание кристаллов может вводить структурные артефакты, которые могут привести к менее точным пониманием структуры протеазы.
Результаты команды используются исследователей, возглавляемая ORNL, США-Университета кресло губернатора штата Теннесси Джереми Смита, который проводит док-препарат симуляторы через саммите в ORNL — быстрый суперкомпьютер в стране.
«То, что исследователи делают на высшем уровне принимает известных лекарственных соединений и пытается вычислительно привязать их к основной протеазы для повторного использования наркотиков, а также искать новые зацепки в других потенциальных кандидатов наркотиков», — сказал автор ORNL, США Лейтон Коутс. «Наша комнатной температуре данные используются, чтобы построить более точную модель для тех, моделирования и совершенствования деятельности, связанной с наркотиками».
Рядом исследователей Шаг в завершении 3D-модель торс-ков-2 основных протеазы является использование рассеяния нейтронов в реакторе высокого ORNL, США в изотопном и скалывания источника нейтронов. Нейтроны имеют важное значение в локализации атомов водорода, которые играют важную роль во многих функций катализатора и усилия в разработке лекарственных средств.
Протеазы плазмидной ДНК используется, чтобы фермент был предоставлен структурной биологии Центра Аргонна в предварительный источник фотона. Кристаллизация белков используется в рассеяние рентгеновских лучей опыты проводили в центре ORNL, США для структурной и молекулярной биологии.
Помимо Ковалевского, Кнеллера, и Коутс, авторы доклада Gwyndalyn ORNL, США по Филлипс, Хью М. О’Нил и Пол Ланган; и Роберт Г. еджейчак Аргонна, Люси Stols и Анджей Joachimiak.
Работа финансировалась лаборатории ORNL, США Режиссер программы исследований и развития, Национального института аллергии и инфекционных заболеваний Национальных институтов здоровья и Национального научного фонда, с удобствами поддержке Управления ДОУ науки.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!