Los investigadores de bioingeniería de la Universidad de Lehigh han identificado una interacción previamente desconocida entre los receptores en las células humanas y la proteína de pico, o "S", del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. Esta nueva información podría ayudar en ladesarrollo de nuevas estrategias para bloquear la entrada del SARS-CoV-2 en las células humanas.
X. Frank Zhang y Wonpil Im sabían por estudios recientes que la interacción entre la proteína de pico del SARS-CoV-2 y los receptores de la enzima convertidora de angiotensina 2 ACE2 en las células humanas es más fuerte que la interacción entre la proteína de pico estructuralmente idéntica deSARS-CoV-1, el virus que causó el brote de SARS 2002-2004, y los mismos receptores.
"Nuestro objetivo era caracterizar el SARS-CoV-2 y estudiar las interacciones proteína-proteína durante su invasión de células humanas para proporcionar más información sobre los mecanismos que hacen posible este primer paso en su exitoso proceso de invasión", dice Zhang, unprofesor asociado de Bioingeniería e Ingeniería Mecánica y Mecánica en Lehigh.
Sus hallazgos aparecen en un artículo llamado "Caracterización biomecánica de la RBD del pico de SARS-CoV-2 y la interacción proteína-proteína ACE2 humana" en un número especial de Revista biofísica , "Biophysicists Address Covid-19 Challenges I", publicado a mediados de marzo. Otros autores incluyen, de la Universidad de Lehigh: Wenpeng Cao, Decheng Hou y Seonghan Kim en bioingeniería; Chuqiao Dong en ingeniería mecánica y mecánica; y, de LindsleyF. Kimball Research Institute, New York Blood Center, Wanbo Tai y Lanying Du.
Usando espectroscopía de fuerza combinada de una sola molécula y simulaciones de dinámica molecular, los equipos de Zhang e Im pudieron identificar una interacción previamente desconocida entre los glicanos ACE2 grupos de azúcar adheridos a la superficie de las proteínas y el pico de SARS-CoV-2.esta interacción que parece ser responsable del fortalecimiento de la interacción virus-célula. Esto puede explicar parcialmente la mayor tasa de infección de COVID-19 en comparación con el virus similar que causó el brote de SARS 2002-2004, dicen.
"Nos sorprendió descubrir que la interacción específica entre los glucanos ACE2 y la proteína pico del SARS-CoV-2 es lo que dificulta la separación del virus de las células", dice Im, profesor de bioingeniería, ciencias de la computación, química y ciencias biológicas, así como la Cátedra Presidencial Dotada en Salud, Ciencia e Ingeniería en Lehigh.
Para llegar a estos hallazgos, el equipo empleó la innovadora técnica de detección de molécula única de Zhang, que mide la fuerza de desprendimiento de la interacción proteína pico-receptor ACE2. Usando las simulaciones de dinámica molecular de todos los átomos del sistema complejo disponible en CHARMM-GUI desarrolladopor Im, luego identificaron la información estructural detallada en esta interacción.
"Después de que eliminamos cuidadosamente todos los glucanos ACE2 y medimos la fuerza de la interacción, vimos que la fuerza de la interacción SARS-CoV-2 pico-ACE2 retrocedió a niveles similares a los del SARS-CoV-1", diceZhang.
"Es posible que esta interacción recién descubierta con los glucanos ACE2 pueda ser un factor que contribuya a las tasas más altas de COVID-19 que el SARS-CoV-1 estructuralmente similar, que tiene una interacción más débil", dice Zhang.Esperamos que los investigadores puedan utilizar esta información para desarrollar nuevas estrategias para identificar, prevenir, tratar y vacunar contra COVID-19. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Lehigh . Original escrito por Lori Friedman. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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