Menyontek COVID-19 dengan “jabat tangan” palsu untuk menonaktifkan virus corona

Interaksi struktural protein SARS-CoV-2 Spike dan reseptor ACE2. Grafik dihasilkan menggunakan perangkat lunak ChimeraX dan struktur protein yang diterbitkan. Kredit: Universitas Negeri Ohio

Para ilmuwan sedang mengembangkan peptida yang dapat menonaktifkan virus corona.

Menyontek virus corona baru sekali dan tidak dapat menyebabkan infeksi sel, menurut penelitian baru.

Para ilmuwan telah mengembangkan fragmen protein (disebut peptida) yang cocok dengan sempurna ke dalam celah di SARS-CoV-2 Protein lonjakan yang biasanya digunakan untuk mengakses sel inang. Peptida ini secara efektif mengelabui virus agar “berjabat tangan” dengan replika alih-alih protein sebenarnya di permukaan sel yang memungkinkan virus masuk.

Penelitian sebelumnya telah menentukan bahwa virus korona baru mengikat protein reseptor di permukaan sel target yang disebut ACE2. Reseptor ini ditemukan pada jenis sel manusia tertentu di paru-paru dan rongga hidung, memberikan SARS-CoV-2 dengan banyak titik akses untuk menginfeksi tubuh.

Untuk pekerjaan ini, para ilmuwan di Ohio State University merancang dan menguji peptida yang cukup mirip dengan ACE2 untuk meyakinkan virus corona untuk mengikat mereka, suatu tindakan yang menghalangi kemampuan virus untuk benar-benar masuk ke dalam sel.

“Tujuan kami adalah setiap kali SARS-CoV-2 bersentuhan dengan peptida, virus akan tidak aktif. Ini karena virus protein Spike sudah terikat pada sesuatu yang harus digunakan untuk bergabung dengan sel,” kata Amit Sharma. rekan penulis utama studi dan asisten profesor biosains veteriner di Ohio State. “Untuk melakukan itu, kita harus menemukan virus saat virus itu masih berada di luar sel.”

Tim Negara Bagian Ohio berencana untuk memasok peptida yang diproduksi dalam semprotan hidung atau disinfektan aerosol permukaan, di antara aplikasi lain, untuk memblokir titik akses SARS-CoV-2 yang bersirkulasi dengan agen yang mencegah masuknya mereka ke sel target.

“Dengan hasil yang kami hasilkan dengan peptida ini, kami berada pada posisi yang tepat untuk memajukan langkah-langkah pengembangan produk,” kata Ross Larue, rekan penulis utama dan asisten profesor penelitian farmasi dan farmakologi di Ohio State.

Studi ini diterbitkan dalam jurnal edisi Januari Kimia biokonjugat.

SARS-CoV-2, seperti semua virus lainnya, membutuhkan akses ke sel hidup untuk melakukan kerusakan: virus membajak fungsi sel untuk membuat salinan dan menyebabkan infeksi. Replikasi virus yang sangat cepat dapat membanjiri sistem inang sebelum sel kekebalan dapat menyusun pertahanan yang efektif.

Salah satu alasan virus corona ini begitu menular adalah karena ia mengikat sangat kuat pada reseptor ACE2, yang melimpah di dalam sel manusia dan spesies lain. Lonjakan protein permukaan SARS-CoV-2 yang telah menjadi fitur yang paling mudah dikenali juga penting untuk keberhasilannya dalam pengikatan ACE2.

Kemajuan terbaru dalam kristalisasi dan mikroskop protein telah memungkinkan untuk membuat gambar komputer dari struktur protein tertentu sendiri atau dalam kombinasi, seperti ketika mereka mengikat bersama.

Sharma dan rekannya memeriksa dengan cermat gambar-gambar dari SARS-CoV-2 Spike dan protein ACE2, memperluas dengan tepat bagaimana interaksi mereka terjadi dan hubungan apa yang diperlukan untuk mengikat kedua protein tersebut. Mereka dipasang dengan ekor berbentuk pita spiral ke ACE2 sebagai titik fokus aksesori, yang menjadi titik awal untuk desain peptida.

“Sebagian besar peptida yang kami rancang didasarkan pada selotip yang membuat Spike bersentuhan,” kata Sharma, yang juga memiliki mata pelajaran tentang infeksi dan kekebalan mikroba. “Kami fokus pada pembuatan peptida sesingkat mungkin dengan kontak esensial minimal.”

Tim menguji beberapa peptida sebagai “inhibitor kompetitif” yang tidak hanya dapat mengikat dengan aman ke protein SARS-CoV-2 Spike, tetapi juga mencegah atau mengurangi replikasi virus dalam kultur sel. Dua peptida, satu dengan titik kontak minimal dan satu lebih besar, efektif dalam mengurangi infeksi SARS-CoV-2 dalam studi seluler dibandingkan dengan kontrol.

Sharma menggambarkan temuan ini sebagai awal dari proses pengembangan produk yang akan dilanjutkan oleh tim ahli virologi dan apoteker yang bekerja sama dalam pekerjaan ini.

“Kami mengambil pendekatan multidisiplin,” kata Sharma. “Dengan peptida ini kami telah mengidentifikasi kontak minimum yang diperlukan untuk menonaktifkan virus. Ke depan, kami berencana untuk fokus pada pengembangan aspek teknologi ini untuk tujuan terapeutik.

“Tujuannya adalah untuk menetralkan virus secara efektif dan kuat, dan sekarang, karena munculnya varian, kami tertarik untuk mengevaluasi teknologi kami dalam menghadapi mutasi yang muncul.”

Referensi: “Peptida turunan ACE2 yang dirancang secara rasional menghambat SARS-CoV-2” oleh Ross C. Larue, Enming Xing, Adam D. Kenney, Yuexiu Zhang, Jasmine A. Tuazon, Jianrong Li, Jacob S. Yount, Pui-Kai Li dan Amit Sharma, 24 Desember 2020, Kimia biokonjugat.
DOI: 10.1021 / acs.bioconjchem.0c00664

Penelitian ini didukung oleh Ohio State Institutional Start-up Fund.

Sharma dan Larue adalah penemu aplikasi paten sementara yang mencakup teknologi ini. Rekan penulis lainnya, dari fakultas farmasi, kedokteran, dan kedokteran hewan Negara Bagian Ohio adalah Enming Xing, Adam Kenney, Yuexiu Zhang, Jasmine Tuazon, Jianrong Li, Jacob Yount, dan Pui-Kai Li.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.