Химики MIT разработали пептид, который может блокировать COVID-19

Химики из Массачусетского технологического института разработали пептид, который может связываться с частью белка спонта коронавируса, который, как они надеются, может предотвратить проникновение вируса в клетки. Потенциальное лекарство представляет собой короткий фрагмент белка или пептид, который имитирует белок, обнаруженный на поверхности клеток человека.

Исследователи показали, что их новый пептид может связываться с вирусным белком, который коронавирусы используют для проникновения в клетки человека, потенциально обезвреживая его.

«У нас есть свинцовое соединение, которое мы хотим исследовать, потому что оно фактически взаимодействует с вирусным белком так, как мы предсказывали его взаимодействие, поэтому у него есть шанс ингибировать проникновение вируса в клетку-хозяина», — говорит Брэд Пентелюте, доцент химического факультета Массачусетского технологического института, который возглавляет исследовательскую группу.

Молекулярное нацеливание

Лаборатория Pentelute начала работу над этим проектом в начале марта, после того как исследовательская группа в Китае опубликовала крио-ЭМ структуру белка спонта коронавируса вместе с рецептором человеческих клеток, с которым он связывается. Коронавирусы, в том числе SARS-CoV-2, который вызывает текущую вспышку Covid-19, имеют много белковых пиков, высовывающихся из их вирусной оболочки.

Исследования SARS-CoV-2 также показали, что специфическая область белка шипа, известная как домен, связывающий рецептор, связывается с рецептором, называемым ангиотензин-превращающим ферментом 2 (ACE2). Этот рецептор находится на поверхности многих клеток человека, в том числе и в легких. Рецептор ACE2 также является точкой входа, используемой коронавирусом, который вызвал вспышку атипичной пневмонии 2002-03 гг.

В надежде на разработку лекарств, которые могли бы блокировать проникновение вируса, Genwei Zhang, постдок в лаборатории Pentelute, выполнил компьютерное моделирование взаимодействий между рецептором ACE2 и доменом связывания рецептора белка спонта коронавируса. Эти моделирования выявили место, где рецептор-связывающий домен присоединяется к рецептору ACE2 — отрезку белка ACE2, который образует структуру, называемую альфа-спиралью.

«Этот вид моделирования может дать нам представление о том, как атомы и биомолекулы взаимодействуют друг с другом, и какие части необходимы для этого взаимодействия», — говорит Чжан. «Молекулярная динамика помогает нам сузить конкретные области, на которых мы хотим сосредоточиться при разработке терапии».

MIT команда затем использовала пептидный синтез, чтобы быстро генерировать 23-Амину кислоту пептида с одной и той же последовательностью, что и альфа-спираль рецептора ACE2. Их настольный аппарат для синтеза пептидов на основе потока может образовывать связи между аминокислотами, строительными блоками белков, примерно за 37 секунд, и для генерации полных пептидных молекул, содержащих до 50 аминокислот, требуется менее часа.

«Мы создали эти платформы для действительно быстрого оборота, поэтому я думаю, именно поэтому мы сейчас находимся на этом этапе», — говорит Пентелюте. «Это потому, что у нас есть эти инструменты, которые мы создали в MIT за эти годы».

Ученые также синтезировали более короткую последовательность, состоящую только из 12 аминокислот, обнаруженных в альфа-спирали, а затем протестировали оба пептида с использованием оборудования в Центре биофизической аппаратуры MIT, которое может измерить, насколько сильно две молекулы связываются вместе. Они обнаружили, что более длинный пептид демонстрировал сильное связывание с рецептор-связывающим доменом белка-шипа Covid-19, тогда как более короткий пептид демонстрировал незначительное связывание.

Хотя с середины марта MIT сокращает объем исследований на территории кампуса, лаборатории Pentelute было предоставлено специальное разрешение, позволяющее небольшой группе исследователей продолжить работу над этим проектом. В настоящее время они разрабатывают около 100 различных вариантов пептида в надежде увеличить его силу связывания и сделать его более стабильным в организме.

Между тем, исследователи уже отправили свой оригинальный пептид из 23 аминокислот в исследовательскую лабораторию в Медицинской школе Икан на горе Синай для тестирования на клетках человека и, возможно, на животных моделях инфекции Covid-19.

Источник

Метки: COVID-19