Investigadores de la Northwestern University, por primera vez, determinaron la estructura atómica 3D de un complejo clave en los paramixovirus, una familia de virus que incluye sarampión, paperas, parainfluenza humana y virus respiratorio sincitial RSV.
Esta información podría ayudar a otros a diseñar y desarrollar medicamentos antivirales para estos virus, así como para el coronavirus, que funciona de manera similar a los paramixovirus.
"Esto elimina algunas conjeturas al diseñar medicamentos", dijo Robert Lamb de Northwestern, quien codirigió el estudio. "Tradicionalmente, hay que desarrollar medicamentos al azar y esperar alcanzar un objetivo, pero no sucede muchoa menudo."
Para encontrar la estructura única, los investigadores utilizaron microscopía electrónica criogénica crio-EM. La técnica relativamente nueva permite a los investigadores mirar dentro de las moléculas para determinar la forma 3D de las proteínas, que a menudo son miles de veces más pequeñas que el ancho de un ser humano.cabello. Antes de la crio-EM, los investigadores utilizaban principalmente la cristalografía de rayos X, que es incapaz de capturar imágenes de alta resolución de esta enzima. Llamada polimerasa, la enzima ensambla moléculas de ARN.
"La cristalografía solo funciona para proteínas muy ordenadas y organizadas", dijo Yuan He de Northwestern, quien codirigió el estudio. "Los complejos de polimerasa de virus son demasiado grandes para cristalizarse y no tienen uniformidad".
El estudio se publicará el 17 de febrero en Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Lamb es profesor Kenneth F. Burgess de Biociencias Moleculares en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. Yuan Es profesor asistente de biociencias moleculares en Weinberg.
Aunque el primer caso documentado de paperas ocurrió en el siglo V y de sarampión en el siglo IX, los investigadores no tenían el equipo para caracterizar sus estructuras atómicas hasta hace relativamente poco tiempo. Un trío de biofísicos recibió el Premio Nobel de Química 2017 por desarrollar crio-EM, que finalmente abrió la puerta para Cordero y Él.
Cryo-EM funciona disparando una corriente de electrones en una muestra ultracongelada para tomar muchas imágenes 2D. Para este estudio, él y su equipo capturaron cientos de miles de imágenes de una muestra de polimerasa del virus de la parainfluenza 5 humana. El equipoluego usó algoritmos computacionales para reconstruir una imagen en 3D.
La imagen resultante era un glóbulo irregular de forma redonda con una cola larga hecha de cuatro fosfoproteínas o proteínas que contienen fósforo. La estructura contiene más de 2000 aminoácidos y cinco proteínas.
"Se esperaba parte de la imagen", dijo Lamb. "Pero parte de ella fue una sorpresa. Dos de las proteínas son completamente nuevas. Nunca se habían visto antes".
Otra sorpresa: el equipo descubrió que este virus usa la misma proteína para cambiar entre la replicación y la transcripción del genoma.
"Esta maquinaria tiene una función dual", dijo. "Hace ambos trabajos con una sola enzima. El genoma del virus es muy pequeño y esto le da una economía de escala".
Lamb y He esperan que este trabajo pueda ayudar a otros a diseñar y desarrollar nuevos medicamentos para enfermedades como el sarampión y las paperas, que han experimentado brotes en los últimos años.
"Muchas personas no quieren vacunarse y están contrayendo la enfermedad", dijo Lamb. "Y para las personas que están vacunadas, aún se necesitan de tres a cuatro semanas para que la vacuna surta efecto. Nosotrosnecesitan más medicamentos antivirales para que las personas infectadas puedan recibir tratamiento de inmediato ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Northwestern . Original escrito por Amanda Morris. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :