Yegor Voronin (shvarz) wrote,
Yegor Voronin
shvarz

Categories:

Белок S

Предыдущий выпуск закончился выкладыванием геномной последовательности нового коронавируса в публичные базы данных. А продолжаем мы с того, как эта последовательность может быть использована.

Статья: SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor



Разберем буквально половину первой картинки. Заранее прошу прощения у биологов, буду разбирать все буквально на пальцах, чтобы всем было более-менее понятно.

Эта статья фокусируется на белке S. Белок S - это наружный белок вируса, который собственно и является той "короной" которую мы видели в предыдущем выпуске на электронной фотографии. Этот белок используется вирусом чтобы прицепиться к клетке-мишени и затем слить мембранные оболочки вируса и клетки, таким образом доставляя содержимое вирусной частицы в клетку.

Выложенную последовательность нового коронавируса (авторы называют его SARS-2) можно сравнить с другими коронавирусами. Лучше всего с SARS, потому что (как было написано в прошлом выпуске) это самый близкородственный к нему человеческий вирус. Просто даже по этой информации уже можно сделать кое-какие (теоретические) выводы.

Смотрим на панель А. Во-первых, это довольно стандартный короновирусный белок S. У него есть две основные части - S1 отвечает за связывание с клеткой, S2 - за собственно проникновение внутрь. В S1 есть район который собственно и связывается с белком на поверхности клетки мишени. В S2, почти на С-конце есть район TD которым S крепится на мембране вируса. Во многих коронавирусах (но не в SARS) между S1 и S2 есть место которое режется протеазой, так что эти две части превращаются в два отдельных белка, которые тем не менее остаются соединенными вместе, не распадаются. Судя по последовательности авторы предположили, что скорее всего в SARS-2 именно так и происходит.

ОК, переходим от теории к практике. Как можно делать с этим белком эксперименты если у тебя нет ни белка, ни даже гена который можно было бы использовать чтобы этот белок произвести? Буквально лет 15 назад воспроизведение в своей лаборатории нужного гена с известной последовательностью было бы нетривиальной задачей. Пришлось бы начать с близкородственного гена (например SARS) и потом путем множественных шагов с клонированием и мутагенезом постепенно воспроизводить нужный. Сейчас же существует куча коммерческих компаний, которым можно просто послать по емейлу требуемую последовательность и через считанные дни получить нужный кусок ДНК по почте. Это не просто быстрее, но зачастую даже и дешевле, особенно если проект сложный. Это и сделали авторы. Они просто синтезировали кусок ДНК кодирующий белок S нового SARS-2.

При работе с белками очень удобно иметь антитела, которыми связываются с нужным белком и позволяют "увидеть" и отличить его от всех прочих белков. Для S белка нового коронавируса (который авторы этой статьи называют SARS-2), таких антител еще не было, поэтому авторы приделали к хвосту этого белка специальную метку (HA) для которой такие антитела существуют. Поскольку они все равно синтезировали ДНК, то им это сделать было довольно просто - заказывая ДНК они просто добавили в конце соответствующую последовательность.

На верхней части панели B мы видим примерно то, что предсказывалось по последовательности - белок вируса SARS не разрезан и имеет вес примерно 180kDa, а белок вируса SARS-2 есть и целиком и в порезанном виде (90kDa). Это просто белок полученный в клетках, а на вирусе эти белки иногда ведут себя несколько иначе. Как это проверить?

Есть такой супер-удобный для данных целей вирус VSV. Он хорош тем, что неприхотлив - когда он выходит из клетки то цепляет на себя любой белок который есть на поверхности клетки, и если этот белок может осуществлять связывание и слияние мембран, то ему этого достаточно. Собственный белок оболочки VSV при этом можно выкинуть, чтобы он не мешался в экспериментах. Дополнительным плюсом является то, что вирус этот совершенно безопасный, поэтому с ним можно работать без особых предосторожностей, которые были бы нужны для работы с диким вирусом SARS. Такая система называется псевдотипирование вирусов.

Авторы псевдотипировали VSV белками S от SARS и от SARS-2 и результаты мы видим на панели B внизу. У SARS белок так и остался целым, а у SARS-2 он практически весь порезан на S1 и S2 фрагменты. S2 мы видим на картинке, потому что именно к нему прикреплена метка HA которую распознают антитела, а S1 не виден. Там есть еще дополнительная тонкая полоска в районе 130kDa - что это такое я не знаю и авторы не упоминают, я думаю это скорее всего продукт какой-то деградации белка, возможно в нем есть еще какой-то сайт по которому его режет какая-то протеаза.

На этом пока все, к панели C вернемся в следующем выпуске.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 26 comments